• 作者:老汪软件技巧
  • 发表时间:2024-05-31 14:00
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在多线程编程中,竞态条件(Race Condition)是我们必须面对并解决的核心问题之一。它会导致多个线程相互竞争一个资源,从而出现难以预料的结果。为了避免这种情况,我们需要使用临界区(Critical Section)。

编程中使用“entercriticalsection”的注意事项和技巧

临界区是在多线程环境下保证原子性操作的一种手段。它把多线程环境下的共享资源避免在同一时刻被多个线程访问,从而保证数据的一致性。而编程中使用EnterCriticalSection(进入临界区)是实现临界区的一个方法。在本文中,我们将着重讨论在编程中使用EnterCriticalSection的注意事项和技巧。

1. 在同一批程序修改的时候使用临界区

临界区是一种共享资源的保护机制。因此,为了保护同一个资源的多个线程,必须在这些线程之间建立一个有效的协调机制。在同一批程序修改的时候使用临界区可以保证在执行代码时不会出现竞争条件。

2. 将资源划分为小的部分

从内核层面来看,临界区是一段不可中断的代码区域。当多个线程尝试访问同一个资源的时候,进入临界区保证只有一个线程可以执行。但是,如果临界区太大,会导致其他线程在等待线程释放资源的同时浪费时间。为了更好地利用并行性,建议将资源划分为小的部分。

3. 不要在临界区内调用内核对象的等待函数

这是一个常见的错误。内核对象的等待函数(如等待事件,等待互斥量等)是内部包含临界区代码的操作。如果在临界区内调用等待函数,则会引起死锁。回避这个问题,有几种方法,一种方法是取消临界区中的等待函数,另一种方法是使用信号量或条件变量等替代方案。

4. 慎重使用嵌套临界区

在嵌套临界区中,内部临界区获取锁的方式要与外部临界区相同。当内部临界区被另一个线程进入时,它必须以与外部临界区相同的顺序释放锁。因此,嵌套临界区的使用必须非常谨慎。

5. 避免在临界区内等待任何事件

进入临界区不同于运行其他代码。在你进入临界区时,假定锁已经被获取并且没有其他线程持有它。如果你在临界区内等待事件,则会导致其他线程在等待佑由时间在占用CPU话费时间的命运。因此,避免在临界区内等待任何事件。

6. 避免在关键区域内花费太多时间

如果关键区域需要执行很长时间,则可能会死锁或竞争。因此,避免在关键区域内花费太多时间。你可以把这些任务分解为较小的部分,以允许其他线程竞争并获得锁。

7. 让临界区的代码嵌套在函数内

将临界区的代码嵌套在函数内,可以更好地保护共享资源的访问。如果需要访问共享资源的代码被封装在一段代码中,则可以将此代码标记为临界区。这可以确保任何希望读取或修改该共享资源的线程都必须在进入代码之前获得锁。

8. 使用检查点

对于较长的代码段或函数,将检查点嵌入到临界区中是很有用的。这些检查点经常执行,并在必要时使线程等待另一个线程执行区域中的某个操作。这样可以防止其他线程挂起长时间且不需要等待。

9. 根据需求调整临界区

临界区的大小和时间必须根据需求而变化。如果一个区域需要较大时间才能完成,则可以创建多个关键区域以避免过多等待。如果需要资源访问的速度非常快,则可以减小关键区域的大小。临界区取决于计算机特定配置的性能,也可以针对特定的单个硬件进行调整。

10. 使用互斥体

最后,建议使用互斥体而不是临界区。互斥体是一种更高级别的同步原语,它可以让你更好地控制共享资源的访问。虽然临界区是一种简单且有效的方法,但如果需要更高级别的同步,互斥体可以更好地满足这一需求。

总结

本文中提供的这些技巧和注意事项有助于保证编写多线程代码时正确且健壮。由于竞态条件和死锁等多线程问题非常复杂和难以调试,建议始终使用与临界区或其他同步原语相关的最佳实践。通过这些技巧,你可以最大限度地提高并行性,减少竞争条件和死锁的出现,并快乐地编写高效的多线程代码。