windows核心编程指南08.pdf

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1、下载第8章用户方式中线程的同步当所有的线程在互相之间不需要进行通信的情况下就能够顺利地运行时，MicrosoftWindows的运行性能最好。但是，线程很少能够在所有的时间都独立地进行操作。通常情况下，要生成一些线程来处理某个任务。当这个任务完成时，另一个线程必须了解这个情况。系统中的所有线程都必须拥有对各种系统资源的访问权，这些资源包括内存堆栈，串口，文件，窗口和许多其他资源。如果一个线程需要独占对资源的访问权，那么其他线程就无法完成它们的工作。反过来说，也不能让任何一个线程在任何时间都能访问所有的资源。如果在一

2、个线程从内存块中读取数据时，另一个线程却想要将数据写入同一个内存块，那么这就像你在读一本书时另一个人却在修改书中的内容一样。这样，书中的内容就会被搞得乱七八糟，结果什么也看不清楚。线程需要在下面两种情况下互相进行通信：¥当有多个线程访问共享资源而不使资源被破坏时。¥当一个线程需要将某个任务已经完成的情况通知另外一个或多个线程时。线程的同步包括许多方面的内容，下面几章将分别对它们进行介绍。值得高兴的是，Windows提供了许多方法，可以非常容易地实现线程的同步。但是，要想随时了解一连串的线程想要做什么，那是非常困难的

3、。我们的头脑的工作不是异步的，我们希望以一种有序的方式来思考许多事情，每次前进一步。不过多线程环境不是这样运行的。我是在大约1992年的时候开始从事多线程的编程工作的。最初，我犯过许多编程错误，在我出版的书籍和杂志文章中实际上都存在着与线程同步相关的错误。现在我的编程工作熟练了许多，但是并未做到完美无缺。希望本书中的全部内容不存在任何错误（尽管现在我知道我可以做得更好些）。要搞好线程的同步，唯一的办法是通过实践。下面几章将要介绍系统是如何运行的，并展示如何实现线程的正确同步，不过应该面对这样一个问题：即取得经验的同

4、时，难免要犯错误。8.1原子访问：互锁的函数家族线程同步问题在很大程度上与原子访问有关，所谓原子访问，是指线程在访问资源时能够确保所有其他线程都不在同一时间内访问相同的资源。让我们来看一看下面这个简单例子：第8章用户方式中线程的同步计计173下载在这个代码中，声明了一个全局变量g_x，并将它初始化为0。现在，假设创建两个线程，一个线程执行ThreadFunc1，另一个线程执行ThreadFunc2。这两个函数中的代码是相同的，它们都将1添加给全局变量g_x。因此，当两个线程都停止运行时，你可能希望在g_x中看到2这

5、个值。但是你真的看到了吗？回答是，也许看到了。根据代码的编写方法，你无法说明g_x中最终包含了什么东西。下面我们来说明为什么会出现这种情况。假设编译器生成了下面这行代码，以便将g_x递增1：两个线程不可能在完全相同的时间内执行这个代码。因此，如果一个线程在另一个线程的后面执行这个代码，那么下面就是实际的执行情况：当两个线程都将g_x的值递增之后，g_x中的值就变成了2。这很好，并且正是我们希望的：即取出零（0），两次将它递增1，得出的值为2。太好了。不过不要急，Windows是个抢占式多线程环境。一个线程可以随时中

6、断运行，而另一个线程则可以随时继续执行。这样，上面的代码就无法完全按编写的那样来运行。它可能按下面的形式运行：如果代码按这种形式来运行，g_x中的最后值就不是2，而是你预期的1。这使人感到非常担心，因为你对调度程序的控制能力非常小。实际上，如果有100个线程在执行相同的线程函数，当它们全部退出之后，g_x中的值可能仍然是1。显然，软件开发人员无法在这种环境中工作。我们希望在所有情况下两次递增0产生的结果都是2。另外，不要忘记，编译器生成代码的方法，哪个CPU在执行这个代码，以及主计算机中安装了多少个CPU等因素，决

7、定了产生的结果可能是不同的。这就是该环境的运行情况，我们对此无能为力。但是，Windows确实提供了一些函数，如果正确地使用这些函数，就能确保产生应用程序的代码得到的结果。为了解决上面的问题，需要某种比较简单的方法。我们需要一种手段来保证值的递增能够以原子操作方式来进行，也就是不中断地进行。互锁的函数家族提供了我们需要的解决方案。互锁的函数尽管用处很大，而且很容易理解，却有些让人望而生畏，大多数软件开发人员用得很少。所有的函数都能以原子操作方式对一个值进行操作。让我们看一看下面这个InterlockedExchan

8、geAdd函数：174计计第二部分编程的具体方法下载这是个最简单的函数了。只需调用这个函数，传递一个长变量地址，并指明将这个值递增多少即可。但是这个函数能够保证值的递增以原子操作方式来完成。因此可以将上面的代码重新编写为下面的形式：通过这个小小的修改，g_x就能以原子操作方式来递增，因此可以确保g_x中的值最后是2。这样是不是感到好一些？注意，所有线程都应该