多线程笔记 经典线程同步 关键段CS

前面提出了一个经典的多线程同步互斥问题，本篇将用关键段CRITICAL_SECTION来尝试解决这个问题。

本文先介绍如何使用关键段，然后再深层次的分析下关键段的实现机制和原理。

关键段CRITICAL_SECTION一共就四个函数，下面说一下这四个函数的原型和使用。

//函数功能：初始化
//函数原型
void InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
//函数说明：定义关键段变量后必须初始化


//函数功能：销毁
//函数原型：
void DeleteCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
//函数说明：用完之后要销毁关键段


//函数功能：进入关键区
//函数原型：
void EnterCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
//函数说明：系统保证各线程互斥的进入关键区域

//函数功能：离开关键区
//函数原型：
void LeaveCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
//函数说明：只有上一个进入关键区的线程离开关键区以后下一个线程才能进入

然后在前面的这个经典多线程问题中设置两个关键区域。一个是主线程在递增子线程序号时，另一个是各个线程互斥的访问输出全局资源。

#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>

long g_nCount;
unsigned int __stdcall Fun(void *pPM);
const int THREAD_NUM = 10;
//关键段变量声明
CRITICAL_SECTION g_csThreadParameter, g_csThreadCode;

int main()
{
    //关键段初始化
    InitializeCriticalSection(&g_csThreadParameter);
    InitializeCriticalSection(&g_csThreadCode);

    HANDLE handle[THREAD_NUM];
    g_nCount  = 0;
    int i = 0;

    while(i < THREAD_NUM)
    {
        EnterCriticalSection(&g_csThreadParameter);//进入子线程序号关键区域
        handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
        i++;
    }

    WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);

    DeleteCriticalSection(&g_csThreadCode);
    DeleteCriticalSection(&g_csThreadParameter);

    return 0;
}

unsigned int __stdcall Fun(void *pPM)
{
    int nThreadNum = *(int *)pPM;
    LeaveCriticalSection(&g_csThreadParameter);//离开子线程序号关键区域

    Sleep(50);

    EnterCriticalSection(&g_csThreadCode);//进入各子线程的互斥区
    g_nCount++;
    Sleep(0);
    printf("线程编号为%d 全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nCount);
    LeaveCriticalSection(&g_csThreadCode);//离开各个子线程的互斥区域

    return 0;
}

运行结果：

可以看到各个子线程能够成功的访问和输出全局资源了，但是主线程和子线程之间的同步还是有点问题。

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想找到问题，最直接的方法就是在程序中添加断点来查看程序的执行流程：

正常来说，两个断点应该轮流执行才可以，但是实际的调试过程中却发现实际的情况不是如此。在没有运行第二个断点的情况下，主线程可以多次通过第一个断点，也就是：

EnterCriticalSection(&g_csThreadParameter);

这个语句。这说明主线程可以多次进入这个关键区，而不用子线程去帮助它释放关键区的变量。

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找到了主线程不能和子线程同步的原因了，那么为什么他们功能用关键段进行同步呢？