臨界區段
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在同步的程式設計中,臨界區段(Critical section)或稱為关键区段 ,指的是一個存取共用資源(例如:共用裝置或是共用記憶體)的程式片段,而這些共用資源又無法同時被多個執行緒存取的特性。[1]
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當有執行緒進入臨界區段時,其他執行緒或是行程必須等待(例如:bounded waiting 等待法),有一些同步的機制必須在臨界區段的進入點與離開點實現,以確保這些共用資源是被互斥或的使用,例如:semaphore。
只能被單一執行緒存取的裝置,例如:印表機。
一個最簡單的實現方法就是當執行緒(Thread)進入臨界區段時,禁止改變處理器;在Single-Processor系統上,可以用「禁止中斷(CLI)」來完成,避免发生系统调用(System Call)导致的上下文交換(Context switching);當離開臨界區段時,處理器回復原先的狀態。
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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