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多线程中共享资源加 EnterCriticalSection 和 LeaveCriticalSection 的有关问题? 什么位置加

热度:120   发布时间:2016-05-02 03:50:05.0
多线程中共享资源加 EnterCriticalSection 和 LeaveCriticalSection 的问题? 什么位置加?
最近在看多线程,发现很多例子中的很多地方都加了EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection,可是我觉得有些地方可以不用加的,因为一个工程中针对同一个共享资源有的地方确实会几个线程同时访问到,需要加EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection,但是有的地方我觉得同一时刻不会有其它线程同时访问这个共享资源,所以我觉得这个地方可以不用加EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection,但是好多例子中在这个地方还是都加了 EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection。我想知道为什么要加?不加会出什么问题吗?

还是加临界区的时候有什么规定,是不是只要是会访问到/修改到共享资源的代码都要加EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection吗?实在想不通,还是有什么方法吗?

比如以下是书中的一段代码:一个线程用来读数据,一个线程用来处理数据。 他们会访问公共的资源:buff[MAX_BUFFER_SIZE].我觉得,线程ReadThread()在执行的时候,线程ProcessThread是绝对不会访问到共享资源buff的,所以我觉线程ReadThread中的EnterCriticalSection(&data);和 LeaveCriticalSection(&data);这两句代码可以去了。 但是我不知道对不对,也不知道为什么要加,求各位解答一下。


#define MAX_BUFFER_SIZE    4096
// Initialize critical section (data) and create 
// an auto-reset event (hEvent) before creating the
// two threads
CRITICAL_SECTION data;
HANDLE           hEvent;

SOCKET           sock;
TCHAR            buff[MAX_BUFFER_SIZE];
int              done=0;


// Create and connect sock
...
// Reader thread
void ReadThread(void) 
{
    int nTotal = 0,
        nRead = 0,
        nLeft = 0,
        nBytes = 0;

    while (!done)   
    {
        nTotal = 0;
        nLeft = NUM_BYTES_REQUIRED;   

// However many bytes constitutes 
// enough data for processing 
// (i.e. non-zero)
        while (nTotal != NUM_BYTES_REQUIRED) 
        {
            EnterCriticalSection(&data);  /////(1).这里去了会有问题吗?/////
            nRead = recv(sock, &(buff[MAX_BUFFER_SIZE - nBytes]),
                nLeft, 0);
            if (nRead == -1)
            {
                printf("error\n");
                ExitThread();
            }
            nTotal += nRead;
            nLeft -= nRead;

            nBytes += nRead;
            LeaveCriticalSection(&data); /////(2).这里去了会有问题吗?/////
        }
        SetEvent(hEvent);
    }
}

// Computation thread
void ProcessThread(void) 
{
    WaitForSingleObject(hEvent);

    EnterCriticalSection(&data);
    DoSomeComputationOnData(buff);
    
    // Remove the processed data from the input
    // buffer, and shift the remaining data to
    // the start of the array
    nBytes -= NUM_BYTES_REQUIRED;

    LeaveCriticalSection(&data);
}

------解决思路----------------------
你这个当然要加同步机制了

void ReadThread(void) 
{
.................
            nRead = recv(sock, &(buff[MAX_BUFFER_SIZE - nBytes]), //数据接收一半,线程被切换到 数据处理线程,那数据处理线程岂不是一半是这次的,一半是上次的;处理线程处理的头是你的,腿是别人的了
}

// Computation thread
void ProcessThread(void) 
{
................
    DoSomeComputationOnData(buff);
//如果没有同步,你数据计算了一半,线程被切换到接收,那你接下来要再处理,而处理的数据又是另一组的数据
 }


------解决思路----------------------
加同步就是为了防止同时多个线程访问共享数据,只要你能保证多个线程不会访问同一个共享数据,当然可以不加,这就是一些lock-free的数据类型处理的由来。
------解决思路----------------------
引用:
Quote: 引用:

加同步就是为了防止同时多个线程访问共享数据,只要你能保证多个线程不会访问同一个共享数据,当然可以不加,这就是一些lock-free的数据类型处理的由来。


说的有道理,

那针对同一块共享资源,只要是会访问到共享资源的代码,在同一时间可能
 (1).有的地方多个线程会同时访问到,
(2).有的地方可能真的只会有一个线程访问到。

在真正的开发过程中,遇到(2)这种情况都加EnterCriticalSection和 LeaveCriticalSection,这样会不会显得比较笨呢,
事实上我也说不清楚,可能是我还不太理解这个东西吧!但是我很想知道别人在开发的过程中是怎么做的?


只要你已经有充分的逻辑论证,确实只有一个线程会访问到,是可以不用加的
访问的是原子类型的数据,你也可以不用加
不会被修改的资源,每个线程都是读方式访问,你也不用加
------解决思路----------------------
仅供参考:
//循环向a函数每次发送200个字节长度(这个是固定的)的buffer,
//a函数中需要将循环传进来的buffer,组成240字节(也是固定的)的新buffer进行处理,
//在处理的时候每次从新buffer中取两个字节打印
#ifdef WIN32
    #pragma warning(disable:4996)
#endif
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#ifdef WIN32
    #include <windows.h>
    #include <process.h>
    #include <io.h>
    #define  MYVOID             void
    #define  vsnprintf          _vsnprintf
#else
    #include <unistd.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <pthread.h>
    #define  CRITICAL_SECTION   pthread_mutex_t
    #define  MYVOID             void *
#endif
//Log{
#define MAXLOGSIZE 20000000
#define MAXLINSIZE 16000
#include <time.h>
#include <sys/timeb.h>
#include <stdarg.h>
char logfilename1[]="MyLog1.log";
char logfilename2[]="MyLog2.log";
static char logstr[MAXLINSIZE+1];
char datestr[16];
char timestr[16];
char mss[4];
CRITICAL_SECTION cs_log;
FILE *flog;
#ifdef WIN32
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    EnterCriticalSection(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    LeaveCriticalSection(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    Sleep(ms);
}
#else
void Lock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_lock(l);
}
void Unlock(CRITICAL_SECTION *l) {
    pthread_mutex_unlock(l);
}
void sleep_ms(int ms) {
    usleep(ms*1000);
}
#endif
void LogV(const char *pszFmt,va_list argp) {
    struct tm *now;
    struct timeb tb;

    if (NULL==pszFmt
------解决思路----------------------
0==pszFmt[0]) return;
    vsnprintf(logstr,MAXLINSIZE,pszFmt,argp);
    ftime(&tb);
    now=localtime(&tb.time);
    sprintf(datestr,"%04d-%02d-%02d",now->tm_year+1900,now->tm_mon+1,now->tm_mday);
    sprintf(timestr,"%02d:%02d:%02d",now->tm_hour     ,now->tm_min  ,now->tm_sec );
    sprintf(mss,"%03d",tb.millitm);
    printf("%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
    flog=fopen(logfilename1,"a");
    if (NULL!=flog) {
        fprintf(flog,"%s %s.%s %s",datestr,timestr,mss,logstr);
        if (ftell(flog)>MAXLOGSIZE) {
            fclose(flog);
            if (rename(logfilename1,logfilename2)) {
                remove(logfilename2);
                rename(logfilename1,logfilename2);
            }
        } else {
            fclose(flog);
        }
    }
}
void Log(const char *pszFmt,...) {
    va_list argp;

    Lock(&cs_log);
    va_start(argp,pszFmt);
    LogV(pszFmt,argp);
    va_end(argp);
    Unlock(&cs_log);
}
//Log}
#define ASIZE    200
#define BSIZE    240
#define CSIZE      2
char Abuf[ASIZE];
char Cbuf[CSIZE];
CRITICAL_SECTION cs_HEX ;
CRITICAL_SECTION cs_BBB ;
struct FIFO_BUFFER {
    int  head;
    int  tail;
    int  size;
    char data[BSIZE];
} BBB;
int No_Loop=0;
void HexDump(int cn,char *buf,int len) {
    int i,j,k;
    char binstr[80];

    Lock(&cs_HEX);
    for (i=0;i<len;i++) {
        if (0==(i%16)) {
            sprintf(binstr,"%03d %04x -",cn,i);
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
        } else if (15==(i%16)) {
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
            sprintf(binstr,"%s  ",binstr);
            for (j=i-15;j<=i;j++) {
                sprintf(binstr,"%s%c",binstr,('!'<buf[j]&&buf[j]<='~')?buf[j]:'.');
            }
            Log("%s\n",binstr);
        } else {
            sprintf(binstr,"%s %02x",binstr,(unsigned char)buf[i]);
        }
    }
    if (0!=(i%16)) {
        k=16-(i%16);
        for (j=0;j<k;j++) {
            sprintf(binstr,"%s   ",binstr);
        }
        sprintf(binstr,"%s  ",binstr);
        k=16-k;
        for (j=i-k;j<i;j++) {
            sprintf(binstr,"%s%c",binstr,('!'<buf[j]&&buf[j]<='~')?buf[j]:'.');
        }
        Log("%s\n",binstr);
    }
    Unlock(&cs_HEX);
}
int GetFromRBuf(int cn,CRITICAL_SECTION *cs,FIFO_BUFFER *fbuf,char *buf,int len) {
    int lent,len1,len2;

    lent=0;
    Lock(cs);
    if (fbuf->size>=len) {
        lent=len;
        if (fbuf->head+lent>BSIZE) {
            len1=BSIZE-fbuf->head;
            memcpy(buf     ,fbuf->data+fbuf->head,len1);
            len2=lent-len1;
            memcpy(buf+len1,fbuf->data           ,len2);
            fbuf->head=len2;
        } else {
            memcpy(buf     ,fbuf->data+fbuf->head,lent);
            fbuf->head+=lent;
        }
        fbuf->size-=lent;
    }
    Unlock(cs);
    return lent;
}
MYVOID thdB(void *pcn) {
    char        *recv_buf;
    int          recv_nbytes;
    int          cn;
    int          wc;
    int          pb;

    cn=(int)pcn;
    Log("%03d thdB              thread begin...\n",cn);
    while (1) {
        sleep_ms(10);
        recv_buf=(char *)Cbuf;
        recv_nbytes=CSIZE;
        wc=0;
        while (1) {
            pb=GetFromRBuf(cn,&cs_BBB,&BBB,recv_buf,recv_nbytes);
            if (pb) {
                Log("%03d recv %d bytes\n",cn,pb);
                HexDump(cn,recv_buf,pb);
                sleep_ms(1);
            } else {
                sleep_ms(1000);
            }
            if (No_Loop) break;//
            wc++;
            if (wc>3600) Log("%03d %d==wc>3600!\n",cn,wc);
        }
        if (No_Loop) break;//
    }
#ifndef WIN32
    pthread_exit(NULL);
#endif
}
int PutToRBuf(int cn,CRITICAL_SECTION *cs,FIFO_BUFFER *fbuf,char *buf,int len) {
    int lent,len1,len2;

    Lock(cs);
    lent=len;
    if (fbuf->size+lent>BSIZE) {
        lent=BSIZE-fbuf->size;
    }
    if (fbuf->tail+lent>BSIZE) {
        len1=BSIZE-fbuf->tail;
        memcpy(fbuf->data+fbuf->tail,buf     ,len1);
        len2=lent-len1;
        memcpy(fbuf->data           ,buf+len1,len2);
        fbuf->tail=len2;
    } else {
        memcpy(fbuf->data+fbuf->tail,buf     ,lent);
        fbuf->tail+=lent;
    }
    fbuf->size+=lent;
    Unlock(cs);
    return lent;
}
MYVOID thdA(void *pcn) {
    char        *send_buf;
    int          send_nbytes;
    int          cn;
    int          wc;
    int           a;
    int          pa;

    cn=(int)pcn;
    Log("%03d thdA              thread begin...\n",cn);
    a=0;
    while (1) {
        sleep_ms(100);
        memset(Abuf,a,ASIZE);
        a=(a+1)%256;
        if (16==a) {No_Loop=1;break;}//去掉这句可以让程序一直循环直到按Ctrl+C或Ctrl+Break或当前目录下存在文件No_Loop
        send_buf=(char *)Abuf;
        send_nbytes=ASIZE;
        Log("%03d sending %d bytes\n",cn,send_nbytes);
        HexDump(cn,send_buf,send_nbytes);
        wc=0;
        while (1) {
            pa=PutToRBuf(cn,&cs_BBB,&BBB,send_buf,send_nbytes);
            Log("%03d sent %d bytes\n",cn,pa);
            HexDump(cn,send_buf,pa);
            send_buf+=pa;
            send_nbytes-=pa;
            if (send_nbytes<=0) break;//
            sleep_ms(1000);
            if (No_Loop) break;//
            wc++;
            if (wc>3600) Log("%03d %d==wc>3600!\n",cn,wc);
        }
        if (No_Loop) break;//
    }
#ifndef WIN32
    pthread_exit(NULL);
#endif
}
int main() {
#ifdef WIN32
    InitializeCriticalSection(&cs_log);
    InitializeCriticalSection(&cs_HEX );
    InitializeCriticalSection(&cs_BBB );
#else
    pthread_t threads[2];
    int threadsN;
    int rc;
    pthread_mutex_init(&cs_log,NULL);
    pthread_mutex_init(&cs_HEX,NULL);
    pthread_mutex_init(&cs_BBB,NULL);
#endif
    Log("Start===========================================================\n");

    BBB.head=0;
    BBB.tail=0;
    BBB.size=0;

#ifdef WIN32
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))thdA,0,(void *)1);
    _beginthread((void(__cdecl *)(void *))thdB,0,(void *)2);
#else
    threadsN=0;
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,thdA,(void *)1);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
    rc=pthread_create(&(threads[threadsN++]),NULL,thdB,(void *)2);if (rc) Log("%d=pthread_create %d error!\n",rc,threadsN-1);
#endif

    if (!access("No_Loop",0)) {
        remove("No_Loop");
        if (!access("No_Loop",0)) {
            No_Loop=1;
        }
    }
    while (1) {
        sleep_ms(1000);
        if (No_Loop) break;//
        if (!access("No_Loop",0)) {
            No_Loop=1;
        }
    }
    sleep_ms(3000);
    Log("End=============================================================\n");
#ifdef WIN32
    DeleteCriticalSection(&cs_BBB );
    DeleteCriticalSection(&cs_HEX );
    DeleteCriticalSection(&cs_log);
#else
    pthread_mutex_destroy(&cs_BBB);
    pthread_mutex_destroy(&cs_HEX);
    pthread_mutex_destroy(&cs_log);
#endif
    return 0;
}