InterLockedIncrement and InterLockedDecrement

InterLockedIncrement and InterLockedDecrement
实现数的原子性加减。什么是原子性的加减呢？
举个例子：如果一个变量 Long value =0;
首先说一下正常情况下的加减操作：value+=1；
1：系统从Value的空间取出值，并动态生成一个空间来存储取出来的值；
2：将取出来的值和1作加法，并且将和放回Value的空间覆盖掉原值。加法结束。


如果此时有两个Thread ，分别记作threadA，threadB。
1：threadA将Value从存储空间取出，为0；
2：threadB将Value从存储空间取出，为0；
3：threadA将取出来的值和1作加法，并且将和放回Value的空间覆盖掉原值。加法结束，Value=1。
4：threadB将取出来的值和1作加法，并且将和放回Value的空间覆盖掉原值。加法结束，Value=1。
最后Value =1 ，而正确应该是2；这就是问题的所在，InterLockedIncrement 能够保证在一个线程访问变量时其它线程不能访问。同理InterLockedDecrement。
LONG   InterlockedDecrement(   
      LPLONG   lpAddend       //   variable   address   
);   
属于互锁函数，用在同一进程内，需要对共享的一个变量，做减法的时候，   
防止其他线程访问这个变量，是实现线程同步的一种办法（互锁函数） 
   
首先要理解多线程同步，共享资源（同时访问全局变量的问题），否则就难以理解。   
     
result   =   InterlockedDecrement（&SomeInt）   
     
如果不考虑多线程其实就是   result   =   SomeInt   -   1;   
     
但是考虑到多线程问题就复杂了一些。就是说如果想要得到我预期的结果并不容易。   
     
result   =   SomeInt   -   1；   
     
举例说:   
SomeInt如果==1;   
预期的结果result当然==0;   
     
但是,如果SomeInt是一个全程共享的全局变量情况就不一样了。   
C语言的"result   =   SomeInt   -   1；"   
在实际的执行过程中，有好几条指令，在指令执行过程中，其它线程可能改变SomeInt值，使真正的结果与你预期的不一致。   
     
所以InterlockedDecrement(&SomeInt)的执行过程是这样的   
{   
      __禁止其他线程访问   (&SomeInt)   这个地址   
     
      SomeInt   --;   
         
      move   EAX,   someInt;   //   设定返回值,C++函数的返回值   都放在EAX中,   
     
      __开放其他线程访问   (&SomeInt)   这个地址   
}   
     
但是实际上只需要几条指令加前缀就可以完成，以上说明是放大的。   
     
你也许会说，这有必要吗?   一般来说，发生错误的概率不大，但是防范总是必要的 
如果不考虑多线程   
result   =   InterlockedDecrement(&SomeInt);   
就是result   =   SomeInt   -   1;   
如果SomeInt==1,result一定==0;   
     
但是，在多线程中如果SomeInt是线程间共享的全局变量，情况就不那么简单了。   
result   =   SomeInt   -   1;   
在CPU中，要执行好几条指令。在指令中间有可能SomeInt被线程修改。那实际的结果就不是你预期的结果了。   
     
InterlockedDecrement(&SomeInt)   
放大的过程，如下:   
{   
      __禁止其他线程访问   &SomeInt   地址；   
     
      SomeInt   --;   
         
      /////其他线程不会在这里修改SomeInt值。   !!!!!!   
     
      mov   EAX,   SomeInt;   //C++   函数返回值   总放在EAX中。   
         
      __开放其他线程访问   &SomeInt   地址；   
}   
     
实际的CPU执行过程只有几条加前缀的指令(586指令)   
     

你会说，有必要吗?   出错的概率不大，但是错误总是需要防范的。当然可以用其他多线程机制实现，但是都没有这样简洁，所以Interlocked...函数有必要提供。

补充知识类似的还有下面的几个
（1） LONG InterlockedExchangeAdd ( LPLONG Addend, LONG Increment );
Addend为长整型变量的地址，Increment为想要在Addend指向的长整型变量上增加的数值（可以是负数）。这个函数的主要作用是保证这个加操作为一个原子访问。
（2） LONG InterlockedExchange( LPLONG Target, LONG Value );
用第二个参数的值取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
（3） PVOID InterlockedExchangePointer( PVOID *Target, PVOID Value );
用第二个参数的值取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
（4） LONG InterlockedCompareExchange( 
LPLONG Destination, LONG Exchange, LONG Comperand );
如果第三个参数与第一个参数指向的值相同，那么用第二个参数取代第一个参数指向的值，否则Destination就不改变,函数返回值为原始值。
（5） PVOID InterlockedCompareExchangePointer (
PVOID *Destination, PVOID Exchange, PVOID Comperand );
如果第三个参数与第一个参数指向的值相同，那么用第二个参数取代第一个参数指向的值。，否则Destination就不改变，函数返回值为原始值。

一般来说，在多用户线程环境中，我们使用临界区、事件对象甚至互斥量来进行同步，尤其是临界区，可以很方便地对某些变量甚至代码块进行锁定执行，防止多线程之间资源恶性抢夺。既然如此，为啥微软又单独提供了专用于一个数值锁定计算的API函数InterlockedIncrement和InterlockedDecrement呢？他们又有什么特殊作用呢？
恰好近段时间写了一个这方面的应用，帮我加深了对这类API函数的理解。
首先描述一下需求，在应用中，有这样一个类，它可能只被实例化一次，也可能会被实例化多次，但不管被实例化了几次，它必须在构造函数里执行一项初始化计算，假设初始化计算的函数为WSAStartup，同时还需要在析构函数里执行一下注销计算，假设注销计算的函数为WSACleanup，现在有一个要求，就是它们的初始化和注销计算只能被执行一次，就如同在一个项目中，只能运行一次WSAStartup和WSACleanup一样。当然，大家可能会想到直接在工程的开始和结尾处实现这样的功能，但是，如果把这个类的文件包括在其它测试工程里进行测试，同时不改变其它工程的代码，又该如何实现呢？
 其实，我们可以充分利用InterlockedIncrement和InterlockedDecrement，就如同COM的CoInitialize()和CoUninitialize()一样，描述代码如下：
 假设类名为A：
 view plaincopy to clipboardprint?
class A 
{ 
protected: 
static long m_nRef; 
public: 
//类A的构造函数 
A() 
{ 
if(1 == InterlockedIncrement(&m_nRef)) 
{ 
//以下代码只执行一次 
WSADATA wsaData; 
WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); 
} 
};
//类A的虚析构函数 
virtual ~A() 
{ 
if(0 == InterlockedDecrement(&m_nRef)) 
{ 
//以下代码只执行一次 
WSACleanup(); 
} 
} 
}; 
long A::m_nRef = 0; 
class A
{
protected:
 static long m_nRef;
public:
 //类A的构造函数
 A()
 {
 if(1 == InterlockedIncrement(&m_nRef))
 {
 //以下代码只执行一次
 WSADATA wsaData;
 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
 }
 };
 //类A的虚析构函数
 virtual ~A()
 {
 if(0 == InterlockedDecrement(&m_nRef))
 {
 //以下代码只执行一次
 WSACleanup();
 }
 }
};
long A::m_nRef = 0;
 
这样，无论我们创建了类A的多少个实例，在类的构造函数和析构函数里，WSAStartup和WSACleanup均只被执行一次，有效地保证了单元代码的封装性。