多線程的同步機制

1、 Event

　　用事件（Event）來同步線程是最具彈性的了。一個事件有兩種狀態：激髮狀態和未激髮狀態。也稱有訊號狀態和無訊號狀態。事件又分兩種類型：手動重設事件和自動重設事件。手動重設事件被設定為激髮狀態後，會喚醒所有等待的線程，而且一直保持為激髮狀態，直到程式重新把它設定為未激髮狀態。自動重設事件被設定為激髮狀態後，會喚醒“一個”等待中的線程，然後自動回復為未激髮狀態。所以用自動重設事件來同步兩個線程比較理想。MFC中對應的類為CEvent.。CEvent的建構函式預設建立一個自動重設的事件，而且處於未激髮狀態。共有三個函數來改變事件的狀態:SetEvent,ResetEvent和PulseEvent。用事件來同步線程是一種比較理想的做法，但在實際的使用過程中要注意的是，對自動重設事件調用SetEvent和PulseEvent有可能會引起死結，必須小心。

　　2、 Critical Section

　　使用臨界地區的第一個忠告就是不要長時間鎖住一份資源。這裡的長時間是相對的，視不同程式而定。對一些控制軟體來說，可能是數毫秒，但是對另外一些程式來說，可以長達數分鐘。但進入臨界區後必須儘快地離開，釋放資源。如果不釋放的話，會如何？答案是不會怎樣。如果是主線程（GUI線程）要進入一個沒有被釋放的臨界區，呵呵，程式就會掛了！臨界地區的一個缺點就是：Critical Section不是一個核心對象，無法獲知進入臨界區的線程是生是死，如果進入臨界區的線程掛了，沒有釋放臨界資源，系統無法獲知，而且沒有辦法釋放該臨界資源。這個缺點在互斥器(Mutex)中得到了彌補。Critical
Section在MFC中的相應實作類別是CcriticalSection。CcriticalSection：：Lock()進入臨界區，CcriticalSection：：UnLock()離開臨界區。

　　3、 Mutex

　　互斥器的功能和臨界地區很相似。區別是：Mutex所花費的時間比Critical Section多的多，但是Mutex是核心對象(Event、Semaphore也是)，可以跨進程使用，而且等待一個被鎖住的Mutex可以設定TIMEOUT，不會像Critical Section那樣無法得知臨界地區的情況，而一直死等。MFC中的對應類為CMutex。Win32函數有：建立互斥體CreateMutex() ，開啟互斥體OpenMutex()，釋放互斥體ReleaseMutex()。Mutex的擁有權並非屬於那個產生它的線程，而是最後那個對此Mutex進行等待操作（WaitForSingleObject等等）並且尚未進行ReleaseMutex()操作的線程。線程擁有Mutex就好像進入Critical
Section一樣，一次只能有一個線程擁有該Mutex。如果一個擁有Mutex的線程在返回之前沒有調用ReleaseMutex()，那麼這個Mutex就被捨棄了，但是當其他線程等待(WaitForSingleObject等)這個Mutex時，仍能返回，並得到一個WAIT_ABANDONED_0傳回值。能夠知道一個Mutex被捨棄是Mutex特有的。

　　4、 Semaphore

　　訊號量是最具曆史的同步機制。訊號量是解決producer/consumer問題的關鍵要素。對應的MFC類是Csemaphore。Win32函數CreateSemaphore（）用來產生訊號量。ReleaseSemaphore（）用來解除鎖定。Semaphore的現值代表的意義是目前可用的資源數，如果Semaphore的現值為1，表示還有一個鎖定動作可以成功。如果現值為5，就表示還有五個鎖定動作可以成功。當調用Wait…等函數要求鎖定，如果Semaphore現值不為0，Wait…馬上返回，資源數減1。當調用ReleaseSemaphore（）資源數加1，當時不會超過初始設定的資源總數。

     5、 Interlocked Variable

如果Interlocked…()函數被使用於所謂的spin-lock，那麼他們只是一種同步機制。所謂spin-lock是一種busy
loop，被預期在極短時間內執行，所以有最小的額外負擔（overhead）。系統核心偶爾會使用他們。除此之外，interlocked variables主要用於引用技術。他們：

·         允許對4位元組的數值有些基本的同步操作，不需動用到critical
section或mutex之類。

·         在SMP（Symmetric Multi-Processors）作業系統中亦可有效運作。

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