CRITICAL_SECTION 理解的总结

柔光的暖阳◎ 2022-06-18 02:50 118阅读 0赞

## CRITICAL\_SECTION 理解的总结 ##

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 信息便被修改了，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登上1000秒钟……  
第二个线程，真是可怜哪。。。  
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~