Mutex和Critical Section都是主要用于限制多线程(Multithread)对全局或共享的变量、对象或内存空间的访问。下面是其主要的异同点(不同的地方用绿色表示)。
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Mutex
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Critical Section
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性能和速度
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慢。
Mutex 是内核对象,相关函数的执行 (WaitForSingleObject,
ReleaseMutex)需要用户模式(User Mode)到内核模式(Kernel Mode)的转换,在x86处理器上这种转化一般要发费600个左右的 CPU指令周期。
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快。
Critical Section本身不是内核对象,相关函数(EnterCriticalSection,LeaveCriticalSection)的调用一般都在用户模式内执行,在x86处理器上一般只需要发费9个左右的 CPU指令周期。只有当想要获得的锁正好被别的线程拥有时才会退化成和Mutex一样,即转换到内核模式,发费600个左右的 CPU指令周期。
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能否跨越进程(Process)边界
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可以
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不可
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定义写法
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HANDLE hmtx;
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CRITICAL_SECTION cs;
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初始化写法
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hmtx= CreateMutex (NULL, FALSE, NULL);
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InitializeCriticalSection(&cs);
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结束清除写法
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CloseHandle(hmtx);
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DeleteCriticalSection(&cs);
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无限期等待的写法
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WaitForSingleObject (hmtx, INFINITE);
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EnterCriticalSection(&cs);
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0等待(状态检测)的写法
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WaitForSingleObject (hmtx, 0);
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TryEnterCriticalSection(&cs);
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任意时间等待的写法
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WaitForSingleObject (hmtx, dwMilliseconds);
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不支持
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锁释放的写法
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ReleaseMutex(hmtx);
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LeaveCriticalSection(&cs);
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能否被一道用于等待其他内核对象
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可以(使用WaitForMultipleObjects,
WaitForMultipleObjectsEx,
MsgWaitForMultipleObjects,
MsgWaitForMultipleObjectsEx等等)
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不可
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当拥有锁的线程死亡时
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Mutex变成abandoned状态,其他的等待线程可以获得锁。
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Critical Section的状态不可知(undefined),以后的动作就不能保证了。
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自己会不会锁住自己
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不会(对已获得的Mutex,重复调用WaitForSingleObject不会锁住自己。但最后你别忘了要调用同样次数的ReleaseMutex)
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不会(对已获得的Critical Section,重复调用EnterCriticalSection不会锁住自己。但最后你别忘了要调用同样次数的LeaveCriticalSection)
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下面是一些补充:
l 先检查你的设计,把不必要的全局或共享对象改为局部对象。全局的东西越少,出问题的可能就越小。
l 每次你使用EnterCriticalSection时,请不要忘了在函数的所有可能返回的地方都加上LeaveCriticalSection。对于 Mutex也同样。若你把这个问题和Win32 structured exception或C++ exception一起考虑,你会发现问题并不是那么简单。自定义一个封装类可能是一种解决方案,以Critical Section为例的代码如下所示:
class csholder
{
CRITICAL_SECTION *cs;
public:
csholder(CRITICAL_SECTION *c): cs(c)
{ EnterCriticalSection(cs); }
~csholder() { LeaveCriticalSection(cs); }
};
CRITICAL_SECTION some_cs;
void foo()
{
// ...
csholder hold_some(&some_cs);
// ... CS protected code here
// at return or if an exception happens
// hold_some's destructor is automatically called
}
l 根据你的互斥范围需求的不同,把Mutex或Critical Section定义为类的成员变量,或者静态类变量。
l 若你想限制访问的全局变量只有一个而且类型比较简单(比如是LONG或PVOID型),你也可以使用InterlockedXXX系列函数来保证一个线程写多个线程读。
本文主要参照了Jeffrey Richter的《Programming Applications for Microsoft Windows, 4th Ed.》。
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semaphore和mutex是一样的,同属于互斥量,只不过,semaphore拥有n把钥匙,而mutex只有一把,另外还有一些更加细节的区别,可以再去查看更详细的资料。通常,我比较喜欢使用CriticSec,简单好用,Mutex多用于多进程情况下。
当然,出了互斥量以外,还有信号量这个东西,如著名的Event。
有很多封装的线程库中有这样的函数 CondWait函数,这个函数的主要意义就是释放互斥量,等待信号量,然后再持有互斥量后返回,主要用于多线程运行状态下,等待一个信号通知,然后继续运行。
(melee2009) |