Windows CE 進(jìn)程、線程和內(nèi)存管理（二）
　　2006-12-09 17:50:44 來源：嵌入式資訊網(wǎng)
　　分享到： 二、同步
　　在多數(shù)情況下，線程之間難免要相互通信、相互協(xié)調(diào)才能完成任務(wù)。比如，當(dāng)有多個(gè)線程共同訪問同一個(gè)資源時(shí)，就必須保證一個(gè)線程正讀取這個(gè)資源數(shù)據(jù)的時(shí)候，其它線程不能夠修改它。這就需要線程之間相互通信，了解對(duì)方的行為。再有當(dāng)一個(gè)線程要準(zhǔn)備執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)之前，它必須等待另一個(gè)線程終止才能運(yùn)行，這也需要彼此相互通信。實(shí)際開發(fā)過程中，線程間需要同步的情況非常多。Windows CE.NET給我們提供了很多的同步機(jī)制，熟練的掌握這些機(jī)制并合理運(yùn)用會(huì)使線程之間的同步更合理、更高效。進(jìn)程間的通信機(jī)制在下一篇文章中講解。
　　Windows CE.NET具有兩種運(yùn)行模式：用戶模式和內(nèi)核模式。并且允許一個(gè)運(yùn)行于用戶模式的應(yīng)用程序隨時(shí)切換為內(nèi)核模式，或切換回來。線程同步的有些解決辦法運(yùn)行在用戶模式，有些運(yùn)行在內(nèi)核模式?！禬indows核心編程》上說從用戶模式切換到內(nèi)核模式再切換回來至少要1000個(gè)CPU周期。我查看過CE下API函數(shù)SetKMode的源碼，這個(gè)函數(shù)用于在兩種模式間切換，改變模式只需修改一些標(biāo)志，至于需要多少個(gè)CPU周期很難確定。但至少可以肯定來回切換是需要一定時(shí)間的。所以在選擇同步機(jī)制上應(yīng)該優(yōu)先考慮運(yùn)行在用戶模式的同步解決辦法。
　　1、互鎖函數(shù)
　　互鎖函數(shù)運(yùn)行在用戶模式。它能保證當(dāng)一個(gè)線程訪問一個(gè)變量時(shí)，其它線程無法訪問此變量，以確保變量值的唯一性。這種訪問方式被稱為原子訪問。互鎖函數(shù)及其功能見如下列表：
　　函數(shù)參數(shù)和功能
　　InterlockedIncrement參數(shù)為PLONG類型。此函數(shù)使一個(gè)LONG變量增1
　　InterlockedDecrement參數(shù)為PLONG類型。此函數(shù)使一個(gè)LONG變量減1
　　InterlockedExchangeAdd參數(shù)1為PLONG類型，參數(shù)2為LONG類型。此函數(shù)將參數(shù)2賦給參數(shù)1指向的值
　　InterlockedExchange參數(shù)1為PLONG類型，參數(shù)2為LONG類型。此函數(shù)將參數(shù)2的值賦給參數(shù)1指向的值
　　InterlockedExchangePointer參數(shù)為PVOID* 類型，參數(shù)2為PVOID類型。此函數(shù)功能同上。具體參見幫助
　　InterlockedCompareExchange參數(shù)1為PLONG類型，參數(shù)2為LONG類型，參數(shù)3為LONG類型。此函數(shù)將參數(shù)1指向的值與參數(shù)3比較，相同則把參數(shù)2的值賦給參數(shù)1指向的值。不相同則不變
　　InterlockedCompareExchangePointer參數(shù)1為PVOID* 類型，參數(shù)2為PVOID類型，參數(shù)3為PVOID。此函數(shù)功能同上。具體參見幫助
　　2、臨界區(qū)
　　臨界區(qū)對(duì)象運(yùn)行在用戶模式。它能保證在臨界區(qū)內(nèi)所有被訪問的資源不被其它線程訪問，直到當(dāng)前線程執(zhí)行完臨界區(qū)代碼。除了API外，MFC也對(duì)臨界區(qū)函數(shù)進(jìn)行了封裝。臨界區(qū)相關(guān)函數(shù)：
　　void InitializeCriticalSection （ LPCRITICAL_SECTION ）;
　　void EnterCriticalSection （ LPCRITICAL_SECTION ）;
　　void LeaveCriticalSection （ LPCRITICAL_SECTION ）;
　　void DeleteCriticalSection （ LPCRITICAL_SECTION ）;
　　舉例如下：
　　void CriticalSectionExample （void）
　　{
　　CRITICAL_SECTION csMyCriticalSection;
　　InitializeCriticalSection （&csMyCriticalSection）; ///初始化臨界區(qū)變量
　　__try
　　{
　　EnterCriticalSection （&csMyCriticalSection）; ///開始保護(hù)機(jī)制
　　///此處編寫代碼
　　}
　　__finally ///異常處理，無論是否異常都執(zhí)行此段代碼
　　{
　　LeaveCriticalSection （&csMyCriticalSection）; ///撤銷保護(hù)機(jī)制
　　}
　　}
　　MFC類使用更簡單：
　　CCriticalSection cs;
　　cs.Lock（）;
　　///編寫代碼
　　cs.Unlock（）;
　　使用臨界區(qū)要注意的是避免死鎖。當(dāng)有兩個(gè)線程，每個(gè)線程都有臨界區(qū)，而且臨界區(qū)保護(hù)的資源有相同的時(shí)候，這時(shí)就要在編寫代碼時(shí)多加考慮。
　　3、事件對(duì)象
　　事件對(duì)象運(yùn)行在內(nèi)核模式。與用戶模式不同，內(nèi)核模式下線程利用等待函數(shù)來等待所需要的事件、信號(hào)，這個(gè)等待過程由操作系統(tǒng)內(nèi)核來完成，而線程處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)接收到信號(hào)后，內(nèi)核恢復(fù)線程的運(yùn)行。內(nèi)核模式的優(yōu)點(diǎn)是線程在等待過程中并不浪費(fèi)CPU時(shí)間，缺點(diǎn)是從用戶模式切換到內(nèi)核模式需要一定的時(shí)間，而且還要切換回來。在講解事件對(duì)象前應(yīng)該先談?wù)劦却瘮?shù)。等待函數(shù)有四個(gè)。具體參數(shù)和功能見下表：
　　函數(shù)參數(shù)和功能
　　WaitForSingleObject參數(shù)1為HANDLE類型，參數(shù)2為DWORD類型。此函數(shù)等待參數(shù)1標(biāo)識(shí)的事件，等待時(shí)間為參數(shù)2的值，單位ms。如果不超時(shí)，當(dāng)事件成為有信號(hào)狀態(tài)時(shí)，線程喚醒繼續(xù)運(yùn)行。
　　WaitForMultipleObjects參數(shù)1為DWORD類型，參數(shù)2為HANDLE * 類型，參數(shù)3為BOOL類型，參數(shù)4為DWORD類型。此函數(shù)等待參數(shù)2指向的數(shù)組中包含的所有事件。如果不超時(shí)，當(dāng)參數(shù)3為FALSE時(shí)，只要有一個(gè)事件處于有信號(hào)狀態(tài)，函數(shù)就返回這個(gè)事件的索引。參數(shù)3為TRUE時(shí)，等待所有事件都處于有信號(hào)狀態(tài)時(shí)才返回。
　　MsgWaitForMultipleObjects參數(shù)1為DWORD類型，參數(shù)2為LPHANDLE類型，參數(shù)3為BOOL類型，參數(shù)4為DWORD類型，參數(shù)5為DWORD類型。此函數(shù)功能上同WaitForMultipleObjects函數(shù)相似，只是多了一個(gè)喚醒掩碼。喚醒掩碼都是和消息有關(guān)的。此函數(shù)不但能夠?yàn)槭录却?，還能為特定的消息等待。其實(shí)這個(gè)函數(shù)就是專為等待消息而定義的。
　　MsgWaitForMultipleObjectsEx參數(shù)1為DWORD類型，參數(shù)2為LPHANDLE類型，參數(shù)3為DWORD類型，參數(shù)4為DWORD類型，參數(shù)5為DWORD類型。此函數(shù)是MsgWaitForMultipleObjects函數(shù)的擴(kuò)展。將原來函數(shù)的參數(shù)3除掉，添加參數(shù)5為標(biāo)志。標(biāo)志有兩個(gè)值：0或MWMO_INPUTAVAILABLE。
　　如果一個(gè)線程既要執(zhí)行大量任務(wù)同時(shí)又要響應(yīng)用戶的按鍵消息，這兩個(gè)專用于等待消息的函數(shù)將非常有用。
　　和事件有關(guān)的函數(shù)有：
　　HANDLE CreateEvent（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes，
　　BOOL bManualReset，
　　BOOL bInitialState，
　　LPTSTR lpName）;
　　BOOL SetEvent（HANDLE hEvent ）;
　　BOOL PulseEvent（HANDLE hEvent）;
　　BOOL ResetEvent（HANDLE hEvent）;
　　HANDLE OpenEvent（DWORD dwDesiredAccess，
　　BOOL bInheritHandle，
　　LPCTSTR lpName ）;
　　事件對(duì)象是最常用的內(nèi)核模式同步方法。它包含一個(gè)使用計(jì)數(shù)和兩個(gè)BOOL變量。其中一個(gè)BOOL變量指定這個(gè)事件對(duì)象是自動(dòng)重置還是手工重置。另一個(gè)BOOL變量指定當(dāng)前事件對(duì)象處于有信號(hào)狀態(tài)還是無信號(hào)狀態(tài)。
　　函數(shù)CreateEvent創(chuàng)建一個(gè)事件對(duì)象，參數(shù)1必須為NULL，參數(shù)2指定是否手工重新設(shè)置事件對(duì)象的狀態(tài)。如果為FALSE，當(dāng)?shù)却瘮?shù)接到信號(hào)并返回后此事件對(duì)象被自動(dòng)置為無信號(hào)狀態(tài)。這時(shí)等待此事件對(duì)象的其它線程就不會(huì)被喚醒，因?yàn)槭录?duì)象已經(jīng)被置為無信號(hào)狀態(tài)。如果參數(shù)2設(shè)置為TRUE，當(dāng)?shù)却瘮?shù)接到信號(hào)并返回后事件對(duì)象不會(huì)被自動(dòng)置于無信號(hào)狀態(tài)，其它等待此事件對(duì)象的線程都能夠被喚醒。用ResetEvent函數(shù)可以手工將事件對(duì)象置為無信號(hào)狀態(tài)。相反SetEvent函數(shù)將事件對(duì)象置為有信號(hào)狀態(tài)。PulseEvent函數(shù)將事件對(duì)象置為有信號(hào)狀態(tài)，然后立即置為無信號(hào)狀態(tài)，在實(shí)際開發(fā)中這個(gè)函數(shù)很少使用。OpenEvent函數(shù)打開已經(jīng)創(chuàng)建的事件對(duì)象，一般用于不同進(jìn)程內(nèi)的線程同步。在調(diào)用CreateEvent創(chuàng)建一個(gè)事件對(duì)象時(shí)，傳遞一個(gè)名字給參數(shù)4，這樣在其它進(jìn)程中的線程就可以調(diào)用OpenEvent函數(shù)并指定事件對(duì)象的名字，來訪問這個(gè)事件對(duì)象。