线程同步----临界区与互斥量

Win32 中关于进程和线程的协调工作是由同步机制来完成的，同步机制相当于线程间的红绿灯。

一. 同步和异步

举个例子：

PostMessage()，是把消息放到对方的消息队列中，然后不管三七二十一，就回到原调用点继续执行，这就是异步。

SendMessage()，就像调用一般性函数，直到调用的函数结束，才会回到原点，这就是同步行为。

二. Critical Sections

如果一个线程已经进入某个临界区，则另一个线程就绝不能够进入同一个临界区。

//初始化一个临界区
VOID InitializeCriticalSection(
  LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection  // critical section
);

//消除一个临界区
VOID DeleteCriticalSection(
  LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection   // critical section
);

//进入临界区
VOID EnterCriticalSection(
  LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection  // critical section
);

//离开临界区
VOID LeaveCriticalSection(
  LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection   // critical section
);

例如：
CRITICAL_SECTION gCriticalSection;

void Function()
{
    InitializeCriticalSection(&gCriticalSection);

    EnterCriticalSection(&gCriticalSection);

    //Do something here

    LeaveCriticalSection(&gCriticalSection);

    DeleteCriticalSection(&gCriticalSection);
} 

一旦线程进入一个临界区，则它就可以一再的重复进入该临界区，当然每个进入操作都必须对应离开操作。

也就是EnterCriticalSection( )，可以嵌套。

但是千万不要在临界区中调用 sleep()，或任何 Wait..() 函数。

临界区的缺点是：没有办法知道进入临界区中的那个线程是生是死。如果那个线程在进入临界区后当掉了，而且没有退出来，那么系统就没有办法消除掉此临界区。

三. Mutexes

Mutexes 用途和 Critical Section 非常类似，线程拥有 mutex 就好象线程进入 critical section 一样，但是它牺牲速度以增加弹性。

一旦没有任何线程拥有那个 mutex，这个 mutex 便处于激发状态

它与临界区的区别是：

1. Mutexes 操作要比 Critical Section 费时的多。

2. Mutexes 可以跨进程使用，Critical Section 则只能在同一进程中使用。

3. 等待一个 Mutex 时，你可以指定"结束等待"的时间长度，而 Critical Section 则不行。

HANDLE CreateMutex(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,  // 安全属性，默认为NULL
  BOOL bInitialOwner,                       // initial owner
  LPCTSTR lpName                            // mutex 的名称，是一个字符串
);
//返回值：如果成功返回 handle，否则返回 NULL

HANDLE OpenMutex(
  DWORD dwDesiredAccess,  // access
  BOOL bInheritHandle,    // inheritance option
  LPCTSTR lpName          // object name
);
//打开一个已经存在的 mutex

BOOL ReleaseMutex(
  HANDLE hMutex   // handle to mutex
);

//调用过程如下：
CreateMutex(); //创建
WaitForXXXObject(); //等待

ReleaseMutex(); //释放
CloseHandle(); //关闭

说明：

1. Mutex 的拥有权：

Mutex 的拥有权并非属于那个产生它的线程，而是那个最后对些 Mutex 进行 WaitXXX() 操作并且尚未进行 ReleaseMutex() 操作的线程。

2. Mutex 被舍弃：

如果线程在结束前没有调用 ReleaseMutex()，比如线程调用了 EXitThread() 或者因为当掉而结束。这时的 mutex 不会被摧毁，而是被视为"未被拥有"以及"未被激发"的状态，在下一个 WaitXXX() 中线程会被以WAIT_ABANDONED_0 （WAIT_ABANDONED_0_n + 1 ）来通知。

3. 最初拥有者：

CreateMutex()，第二个参数 bInitialOwner，允许你指定现行线程是否立刻拥有产生出来的 mutex。

如果没有指定立刻拥有的情况：

HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "Sample Name");

int result = WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);

可能发生，在 CreateMutex 完成之后，发生了 context switch，执行权切换到另一个线程，那么其它进程就有可能在 mutex 的产生者调用 WaitForSingleObject( ) 之前，锁住这个 mutex 对象。