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在同步的程序设计中,临界区段(Critical section)或称为关键区块 ,指的是一个访问共享资源(例如:共享设备或是共享存储器)的程序片段,而这些共享资源又无法同时被多个线程访问的特性。[1]
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当有线程进入临界区段时,其他线程或是行程必须等待(例如:bounded waiting 等待法),有一些同步的机制必须在临界区段的进入点与离开点实现,以确保这些共享资源是被异或的使用,例如:semaphore。
只能被单一线程访问的设备,例如:打印机。
一个最简单的实现方法就是当线程(Thread)进入临界区段时,禁止改变处理器;在Single-Processor系统上,可以用“禁止中断(CLI)”来完成,避免发生系统调用(System Call)导致的上下文切换(Context switching);当离开临界区段时,处理器回复原先的状态。
在Windows操作系统,CRITICAL_SECTION是一种同步对象类型,用于同一个进程内的多线程同步访问资源。如果是跨进程同步,需要使用互斥锁(mutex)。
临界区对象首先需要初始化,通过调用操作系统API函数InitializeCriticalSection。各个线程调用函数 EnterCriticalSection, TryEnterCriticalSection, 或LeaveCriticalSection来使用临界区。使用结束后或者重初始化临界区之前,需要调用 DeleteCriticalSection 。
WINNT.H中定义的临界区数据结构如下:
struct RTL_CRITICAL_SECTION { PRTL_CRITICAL_SECTION_DEBUG DebugInfo; LONG LockCount; LONG RecursionCount; HANDLE OwningThread; HANDLE LockSemaphore; ULONG_PTR SpinCount; };
结构的各域的解释:
RTL_CRITICAL_SECTION_DEBUG结构如下: struct _RTL_CRITICAL_SECTION_DEBUG {
WORD Type; WORD CreatorBackTraceIndex; RTL_CRITICAL_SECTION *CriticalSection; LIST_ENTRY ProcessLocksList; DWORD EntryCount; DWORD ContentionCount; DWORD Spare[ 2 ];
} 结构的各域的解释:
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