深入理解CRITICAL_SECTION

CRITICAL_SECTION 是 Windows 操作系统提供的一种机制，用于保证多线程代码的同步、互斥和安全。在多线程编程中，对于共享资源的访问，必须使用同步机制来避免竞争出现，CRITICAL_SECTION 就是用来实现这样一种机制的。

一、使用方法

CRITICAL_SECTION 的使用步骤如下：

1. 在线程进入临界区访问共享资源之前，调用 Windows API 函数 InitializeCriticalSection 来初始化一个 CRITICAL_SECTION 对象。

2. 在进入临界区之前，使用 Windows API 函数 EnterCriticalSection 来获取对该 CRITICAL_SECTION 的独占访问权。

3. 在完成了共享资源的访问之后，使用 Windows API 函数 LeaveCriticalSection 来释放该 CRITICAL_SECTION 对象的访问权。

4. 在程序结束之前，使用 Windows API 函数 DeleteCriticalSection 来删除 CRITICAL_SECTION 对象。

二、注意事项

使用 CRITICAL_SECTION 需要注意以下几点：

1. CRITICAL_SECTION 是进程内可重入，也就是说，同一个线程可以多次获取 CRITICAL_SECTION 对象的独占访问权。这个特性可以保证线程在获得了访问权之后，不会出现阻塞堵塞的状态，提高了多线程代码的效率。

2. 多个线程需要争抢同一个 CRITICAL_SECTION 对象时，需要使用 EnterCriticalSection 函数获取 CRITICAL_SECTION 对象的独占访问权。如果获取不到，则进入等待状态，直到其他线程释放了该对象的访问权为止。

3. 在使用 CRITICAL_SECTION 的时候，应该使用 try-finally 的代码块，将 EnterCriticalSection 和 LeaveCriticalSection 函数包含在一个 try 块中，而在 finally 块中调用 LeaveCriticalSection 函数。这样可以保证即使在发生异常的情况下，也能够正常释放 CRITICAL_SECTION 对象的访问权。

4. CRITICAL_SECTION 可以嵌套，也就是说在一个进程中，一个线程可以获取多个 CRITICAL_SECTION 对象的独占访问权，而且可以按照获取的顺序依次释放这些对象的访问权。

三、案例说明

下面是一个简单的示例，演示了 CRITICAL_SECTION 的使用过程。示例代码创建了两个线程，分别使用 CRITICAL_SECTION 保护了共享变量 count 的访问。在这个例子中，EnterCriticalSection 和 LeaveCriticalSection 函数被包含在 try-finally 代码块中，以处理异常情况下 CRITICAL_SECTION 访问权的释放。

```

#include

#include

using namespace std;

int count = 0;

CRITICAL_SECTION cs;

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParameter)

{

for (int i = 0; i < 100000; i++)

{

EnterCriticalSection(&cs);

count++;

LeaveCriticalSection(&cs);

}

return 0;

}

int main()

{

HANDLE hThread[2] = { 0 };

InitializeCriticalSection(&cs);

hThread[0] = CreateThread(NULL, 0, ThreadProc, NULL, 0, NULL);

hThread[1] = CreateThread(NULL, 0, ThreadProc, NULL, 0, NULL);

WaitForMultipleObjects(2, hThread, TRUE, INFINITE);

cout << "count=" << count << endl;

DeleteCriticalSection(&cs);

CloseHandle(hThread[0]);

CloseHandle(hThread[1]);

return 0;

}

```

在上面的代码中，创建了两个线程来访问共享变量 count，并使用 CRITICAL_SECTION 保护了访问。同时使用 WaitForMultipleObjects 函数等待线程结束。

在编译和运行该示例代码后，可以得到如下结果：

count=200000

这表明共享变量 count 被正确地保护，在两个线程中访问时，没有出现竞争和错误的情况。

综上所述，CRITICAL_SECTION 是一种非常重要的同步机制，在多线程编程中起着至关重要的作用。熟练掌握 CRITICAL_SECTION 的使用和注意事项，有助于开发高效、安全、可靠的多线程程序。

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