《Windows程序设计——线程同步》中着重讲解了线程同步的重要性和具体实现方式,特别是通过互斥内核对象(Mutex)实现线程间的资源访问控制。线程同步是多线程编程中不可或缺的一部分,它确保了多个线程在访问共享资源时不会产生冲突,保证了程序的正确性和稳定性。
互斥对象(Mutex)是一种内核级的同步机制,它的核心功能是保证任何时候只有一个线程可以访问某个共享资源。这类似于临界区,但互斥对象的管理更为严格,由操作系统内核直接控制。互斥对象只有一个,因此在任何情况下,资源都不会被多个线程同时访问。当拥有互斥对象的线程完成任务后,必须释放互斥对象,以便其他等待的线程有机会获取并访问资源。
创建互斥对象通常使用`CreateMutex`函数,该函数接受安全属性、初始拥有者以及对象名称作为参数。`bInitialOwner`参数用于指定互斥对象在创建时是否已被某个线程占有,通常设置为`FALSE`。如果设置了对象名称,可以在进程内的其他位置或不同进程使用`OpenMutex`函数打开互斥对象。`OpenMutex`函数用于获取已存在的互斥对象的句柄,根据访问标志和继承标志进行操作。
释放互斥对象的权限使用`ReleaseMutex`函数,传入互斥对象的句柄即可。线程在等待资源访问时,会调用`WaitForSingleObject`或`WaitForMultipleObjects`函数。当互斥对象可用时,这些等待函数会返回,但与普通内核对象不同,它们返回的值会指示线程是否因前一个拥有者线程终止而造成资源被遗弃。
在等待互斥对象的过程中,线程的可调度性是互斥对象的一大特点。不同于其他内核对象在等待期间会完全挂起,互斥对象允许线程在等待时保持一定的可调度性,这使得线程在等待期间可以响应其他事件。
在实际编程中,互斥对象常用于保护共享内存区域。例如,代码中定义了一个全局数组`g_cArray[]`,通过互斥对象`hMutex`确保在对这个数组进行读写操作时,只有一个线程能执行。`WaitForSingleObject`函数用于等待互斥对象的通知,确保在访问`g_cArray[]`之前获取互斥锁,完成操作后再通过`ReleaseMutex`释放锁,从而实现线程间的同步。
线程同步是多线程编程的关键,而互斥内核对象(Mutex)则是实现线程同步的有效工具,尤其适用于保护共享资源,防止数据竞争和不一致性问题。理解并正确使用Mutex,可以确保多线程程序的正确运行,提高软件的可靠性和性能。