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2022
05-30

C语言 CRITICAL_SECTION用法案例详解

      很多人对CRITICAL_SECTION的理解是错误的，认为CRITICAL_SECTION是锁定了资源，其实，CRITICAL_SECTION是不能够“锁定”资源的，它能够完成的功能，是同步不同线程的代码段。简单说，当一个线程执行了EnterCritialSection之后，cs里面的信息便被修改，以指明哪一个线程占用了它。而此时，并没有任何资源被“锁定”。不管什么资源，其它线程都还是可以访问的（当然，执行的结果可能是错误的）。只不过，在这个线程尚未执行LeaveCriticalSection之前，其它线程碰到EnterCritialSection语句的话，就会处于等待状态，相当于线程被挂起了。 这种情况下，就起到了保护共享资源的作用。

      也正由于CRITICAL_SECTION是这样发挥作用的，所以，必须把每一个线程中访问共享资源的语句都放在EnterCritialSection和LeaveCriticalSection之间。这是初学者很容易忽略的地方。

      当然，上面说的都是对于同一个CRITICAL_SECTION而言的。 如果用到两个CRITICAL_SECTION，比如说：

第一个线程已经执行了EnterCriticalSection(&cs)并且还没有执行LeaveCriticalSection(&cs)，这时另一个线程想要执行EnterCriticalSection(&cs2)，这种情况是可以的（除非cs2已经被第三个线程抢先占用了）。这也就是多个CRITICAL_SECTION实现同步的思想。

       比如说我们定义了一个共享资源dwTime[100]，两个线程ThreadFuncA和ThreadFuncB都对它进行读写操作。当我们想要保证 dwTime[100]的操作完整性，即不希望写到一半的数据被另一个线程读取，那么用CRITICAL_SECTION来进行线程同步如下：

      第一个线程函数：

DWORD WINAPI ThreadFuncA(LPVOID lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

       写出这个函数之后，很多初学者都会错误地以为，此时cs对dwTime进行了锁定操作，dwTime处于cs的保护之中。一个“自然而然”的想法就是——cs和dwTime一一对应上了。这么想，就大错特错了。dwTime并没有和任何东西对应，它仍然是任何其它线程都可以访问的。
如果你像如下的方式来写第二个线程，那么就会有问题：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            return   0;
}

      当线程ThreadFuncA执行了EnterCriticalSection(&cs)，并开始操作dwTime[100]的时候，线程ThreadFuncB可能随时醒过来，也开始操作dwTime[100]，这样，dwTime[100]中的数据就被破坏了。

      为了让 CRITICAL_SECTION发挥作用，我们必须在访问dwTime的任何一个地方都加上 EnterCriticalSection(&cs)和LeaveCriticalSection(&cs)语句。所以，必须按照下面的方式来写第二个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

      这样，当线程ThreadFuncB醒过来时，它遇到的第一个语句是EnterCriticalSection(&cs)，这个语句将对cs变量进行访问。如果这个时候第一个线程仍然在操作dwTime[100]，cs变量中包含的值将告诉第二个线程，已有其它线程占用了cs。因此，第二个线程的 EnterCriticalSection(&cs)语句将不会返回，而处于挂起等待状态。直到第一个线程执行了 LeaveCriticalSection(&cs)，第二个线程的EnterCriticalSection(&cs)语句才会返回，并且继续执行下面的操作。

      这个过程实际上是通过限制有且只有一个函数进入CriticalSection变量来实现代码段同步的。简单地说，对于同一个CRITICAL_SECTION，当一个线程执行了EnterCriticalSection而没有执行 LeaveCriticalSection的时候，其它任何一个线程都无法完全执行EnterCriticalSection而不得不处于等待状态。

      再次强调一次，没有任何资源被“锁定”，CRITICAL_SECTION这个东东不是针对于资源的，而是针对于不同线程间的代码段的！我们能够用它来进行所谓资源的“锁定”，其实是因为我们在任何访问共享资源的地方都加入了EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection语句，使得同一时间只能够有一个线程的代码段访问到该共享资源而已（其它想访问该资源的代如果是两个CRITICAL_SECTION，就以此类推。码段不得不等待）。
如果是两个CRITICAL_SECTION，就以此类推。

再举个极端的例子，可以帮助你理解CRITICAL_SECTION这个东东：
第一个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncA(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            for(int   i=0;i <1000;i++)
                        Sleep(1000);
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

第二个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            index=2;
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

      这种情况下，第一个线程中间总共Sleep了1000秒钟！它显然没有对任何资源进行什么“有意识”的保护；而第二个线程是要访问资源index的，但是由于第一个线程占用了cs，一直没有Leave，而导致第二个线程不得不等上1000秒钟……
第二个线程，真是可怜啊！
这个应该很说明问题了，你会看到第二个线程在1000秒钟之后开始执行index=2这个语句。也就是说，CRITICAL_SECTION其实并不理会你关心的具体共享资源，它只按照自己的规律办事~

到此这篇关于C语言 CRITICAL_SECTION用法案例详解的文章就介绍到这了,更多相关C语言 CRITICAL_SECTION用法内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！

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