Windows用户模式下的线程同步

想要了解线程的同步，唯一的途径就是实际使用

原子访问

原子是物理中最小的单位，原子操作也就是CPU内部执行的最小单位，不可以再被分割

long g_x = 0;
DWORD WINPAI Thread1(LPVOID pvParam)
{
	g_x++;
	return 0;
}
DWORD WINPAI Thread2(LPVOID pvParam)
{
	g_x++;
	return 0;
}

反汇编代码：

//Thread1
MOV EAX,[g_x]
INC EAX
MOV [g_x],EAX

//Thread2
MOV EAX,[g_x]
INC EAX
MOV [g_x],EAX

//这样执行没有任何毛病，但是发生如下：
MOV EAX,[g_x]		//Thread1
INC EAX				//Thread1

MOV EAX,[g_x]		//Thread2
INC EAX				//Thread2
MOV [g_x],EAX		//Thread2

MOV [g_x],EAX		//Thread1

//最终两次自增运算，正确结果为2，错误为1
//两个线程发生错乱，导致数据发生错误
//因为++自增运算在C语言看来是原子操作，翻译为汇编后是3次原子操作，所以存在错误

所以必须进行控制(Interlocked系列函数)：
InterlockedExchangeAdd(
PLONG volatile plAddend, //控制的变量
LONG lIncrement); //变动值

long g_x = 0;
DWORD WINPAI Thread1(LPVOID pvParam)
{
	InterlockedExchangeAdd(&g_x,1);
	return 0;
}
DWORD WINPAI Thread2(LPVOID pvParam)
{
	InterlockedExchangeAdd(&g_x,1);
	return 0;
}

//自减时：	InterlockedExchangeAdd(&g_x,-1);

关键段

关键段是一小段代码，它在执行前需要独占对一些共享资源的访问权。
举个例子：比如在飞机上，厕所里有一个马桶，所以同一时刻只允许一个人（线程）在卫生间（关键段）内使用马桶（被保护的资源）。当厕所显示“无人”时，进去上厕所标记为“有人”，上完后标记为“无人”。

CRITICAL_SECTION g_cs;
long g_x = 0;
DWORD WINPAI Thread1(LPVOID pvParam)
{
	EnterCriticalSection(&g_cs);
	g_x ++;
	printf("%d\n",g_x);
	LeaveCriticalSection(&g_cs);
	return 0;
}
DWORD WINPAI Thread2(LPVOID pvParam)
{
	EnterCriticalSection(&g_cs);
	g_x ++;
	printf("%d\n",g_x);
	LeaveCriticalSection(&g_cs);
	return 0;
}

void main()
{
	InitializeCriticalSection(PCRITICAL_SECTION pcs);	//初始化临界区
	DeleteCriticalSection(PCRITICAL_SECTION pcs);	//销毁临界区
}

CRITICAL_SECTION g_cs：是一个数据结构，把所有要进行共享的资源放在EnterCriticalSection(&g_cs)和LeaveCriticalSection(&g_cs)之间，调用时传入g_cs的地址。

存在问题：当厕所上完后没有进行标记“无人”，之后的所有人都无法上厕所。如果有人憋不住，强制进行上厕所，一定会把厕所门给弄坏的。

关键段和自旋锁

当线程试图进入一个关键段，但关键段被另一个线程占用，函数会立即把调用线程切换到等待状态，这意味着线程从用户模式转到内核模式，这个切换开销非常大（大约1000个CPU周期）。
为了提高关键段的性能，在关键段中加入自旋锁，当等待时会用一个自旋锁不断循环尝试进入关键段，只有在尝试失败后，线程才会切换到内核模式并进入等待状态。

BOOL InitializeCriticalSectionAndSpinCount(
	PCRITICAL_SECTION pcs,	//关键段结构地址
	DWORD dwSpinCount);	//旋转循环的次数

DWORD SetCriticalSectionSpinCount(
		PCRITICAL_SECTION pcs,	//关键段结构地址
	DWORD dwSpinCount);	//旋转循环的次数
//主机只有一个处理器时，函数会忽略dwSpinCount参数