C语言 CRITICAL_SECTION用法案例详解

      很多人对CRITICAL_SECTioN的理解是错误的，认为CRITICAL_SECTION是锁定了资源，其实，CRITICAL_SECTION是不能够“锁定”资源的，它能够完成的功能，是同步不同线程的代码段。简单说，当一个线程执行了EnterCritialSection之后，cs里面的信息便被修改，以指明哪一个线程占用了它。而此时，并没有任何资源被“锁定”。不管什么资源，其它线程都还是可以访问的（当然，执行的结果可能是错误的）。只不过，在这个线程尚未执行LeaveCriticalSection之前，其它线程碰到EnterCritialSection语句的话，就会处于等待状态，相当于线程被挂起了。 这种情况下，就起到了保护共享资源的作用。

      也正由于CRITICAL_SECTION是这样发挥作用的，所以，必须把每一个线程中访问共享资源的语句都放在EnterCritialSection和LeaveCriticalSection之间。这是初学者很容易忽略的地方。

      当然，上面说的都是对于同一个CRITICAL_SECTION而言的。 如果用到两个CRITICAL_SECTION，比如说：

第一个线程已经执行了EnterCriticalSection(&cs)并且还没有执行LeaveCriticalSection(&cs)，这时另一个线程想要执行EnterCriticalSection(&cs2)，这种情况是可以的（除非cs2已经被第三个线程抢先占用了）。这也就是多个CRITICAL_SECTION实现同步的思想。

       比如说我们定义了一个共享资源dwTime[100]，两个线程ThreadFuncA和ThreadFuncB都对它进行读写操作。当我们想要保证 dwTime[100]的操作完整性，即不希望写到一半的数据被另一个线程读取，那么用CRITICAL_SECTION来进行线程同步如下：

      第一个线程函数：

DWord WINapi ThreadFuncA(LPVOID lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

       写出这个函数之后，很多初学者都会错误地以为，此时cs对dwTime进行了锁定操作，dwTime处于cs的保护之中。一个“自然而然”的想法就是——cs和dwTime一一对应上了。这么想，就大错特错了。dwTime并没有和任何东西对应，它仍然是任何其它线程都可以访问的。
如果你像如下的方式来写第二个线程，那么就会有问题：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            return   0;
}

      当线程ThreadFuncA执行了EnterCriticalSection(&cs)，并开始操作dwTime[100]的时候，线程ThreadFuncB可能随时醒过来，也开始操作dwTime[100]，这样，dwTime[100]中的数据就被破坏了。

      为了让 CRITICAL_SECTION发挥作用，我们必须在访问dwTime的任何一个地方都加上 EnterCriticalSection(&cs)和LeaveCriticalSection(&cs)语句。所以，必须按照下面的方式来写第二个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            ...
            //   操作dwTime
            ...
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

      这样，当线程ThreadFuncB醒过来时，它遇到的第一个语句是EnterCriticalSection(&cs)，这个语句将对cs变量进行访问。如果这个时候第一个线程仍然在操作dwTime[100]，cs变量中包含的值将告诉第二个线程，已有其它线程占用了cs。因此，第二个线程的 EnterCriticalSection(&cs)语句将不会返回，而处于挂起等待状态。直到第一个线程执行了 LeaveCriticalSection(&cs)，第二个线程的EnterCriticalSection(&cs)语句才会返回，并且继续执行下面的操作。

      这个过程实际上是通过限制有且只有一个函数进入CriticalSection变量来实现代码段同步的。简单地说，对于同一个CRITICAL_SECTION，当一个线程执行了EnterCriticalSection而没有执行 LeaveCriticalSection的时候，其它任何一个线程都无法完全执行EnterCriticalSection而不得不处于等待状态。

      再次强调一次，没有任何资源被“锁定”，CRITICAL_SECTION这个东东不是针对于资源的，而是针对于不同线程间的代码段的！我们能够用它来进行所谓资源的“锁定”，其实是因为我们在任何访问共享资源的地方都加入了EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection语句，使得同一时间只能够有一个线程的代码段访问到该共享资源而已（其它想访问该资源的代如果是两个CRITICAL_SECTION，就以此类推。码段不得不等待）。
如果是两个CRITICAL_SECTION，就以此类推。

再举个极端的例子，可以帮助你理解CRITICAL_SECTION这个东东：
第一个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncA(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            for(int   i=0;i <1000;i++)
                        Sleep(1000);
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

第二个线程函数：

DWORD   WINAPI   ThreadFuncB(LPVOID   lp)
{
            EnterCriticalSection(&cs);
            index=2;
            LeaveCriticalSection(&cs);
            return   0;
}

      这种情况下，第一个线程中间总共Sleep了1000秒钟！它显然没有对任何资源进行什么“有意识”的保护；而第二个线程是要访问资源index的，但是由于第一个线程占用了cs，一直没有Leave，而导致第二个线程不得不等上1000秒钟……
第二个线程，真是可怜啊！
这个应该很说明问题了，你会看到第二个线程在1000秒钟之后开始执行index=2这个语句。也就是说，CRITICAL_SECTION其实并不理会你关心的具体共享资源，它只按照自己的规律办事~

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