基于多线程环境下值的递增操作--原子操作.doc
基于多线程环境下值的递增操作-原子操作为了描述方便和代码简洁起见，我们可以只输出最后的报数结果来观察程序是否运行出错。这也非常类似于统计一个网站每天有多少用户登录，每个用户登录用一个线程模拟，线程运行时会将一个表示计数的变量递增。程序在最后输出计数的值表示有今天多少个用户登录，如果这个值不等于我们启动的线程个数，那显然说明这个程序是有问题的。整个程序代码如下：cpp view plain copy#include #include #include volatilelong g_nLoginCount; /登录次数 unsigned int _stdcall Fun(void *pPM); /线程函数 constint THREAD_NUM = 10; /启动线程数 unsigned int _stdcall ThreadFun(void *pPM) Sleep(100); /some work should to do g_nLoginCount+; Sleep(50); return 0; int main() g_nLoginCount = 0; HANDLE handleTHREAD_NUM; for (int i = 0; i tipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE); printf("有%d个用户登录后记录结果是%dn", THREAD_NUM, g_nLoginCount); return 0; 程序中模拟的是10个用户登录，程序将输出结果：和上一篇的线程报数程序一样，程序输出的结果好象并没什么问题。下面我们增加点用户来试试，现在模拟50个用户登录，为了便于观察结果，在程序中将50个用户登录过程重复20次，代码如下：cpp view plain copy#include #include volatilelong g_nLoginCount; /登录次数 unsigned int _stdcall Fun(void *pPM); /线程函数 constDWORD THREAD_NUM = 50;/启动线程数 DWORD WINAPI ThreadFun(void *pPM) Sleep(100); /some work should to do g_nLoginCount+; Sleep(50); return 0; int main() printf(" 原子操作 Interlocked系列函数的使用n"); printf(" - by MoreWindows( http:/blog.csdn/MoreWindows ) -nn"); /重复20次以便观察多线程访问同一资源时导致的冲突 int num= 20; while (num-) g_nLoginCount = 0; int i; HANDLE handleTHREAD_NUM; for (i = 0; i C+ount+;操作。在VC6.0编译器对g_nLoginCount+;这一语句打个断点，再按F5进入调试状态，然后按下Debug工具栏的Disassembly按钮，这样就出现了汇编代码窗口。可以发现在C/C+语言中一条简单的自增语句其实是由三条汇编代码组成的，如下图所示。讲解下这三条汇编意思：第一条汇编将g_nLoginCount的值从内存中读取到寄存器eax中。第二条汇编将寄存器eax中的值与1相加，计算结果仍存入寄存器eax中。第三条汇编将寄存器eax中的值写回内存中。这样由于线程执行的并发性，很可能线程A执行到第二句时，线程B开始执行，线程B将原来的值又写入寄存器eax中，这样线程A所主要计算的值就被线程B修改了。这样执行下来，结果是不可预知的可能会出现50，可能小于50。因此在多线程环境中对一个变量进行读写时，我们需要有一种方法能够保证对一个值的递增操作是原子操作即不可打断性，一个线程在执行原子操作时，其它线程必须等待它完成之后才能开始执行该原子操作。这种涉及到硬件的操作会不会很复杂了，幸运的是，Windows系统为我们提供了一些以Interlocked开头的函数来完成这一任务（下文将这些函数称为Interlocked系列函数）。下面列出一些常用的Interlocked系列函数：1.增减操作LONG_cdeclInterlockedIncrement(LONG volatile* Addend);LONG_cdeclInterlockedDecrement(LONG volatile* Addend);返回变量执行增减操作之后的值。LONG_cdec InterlockedExchangeAdd(LONG volatile* Addend, LONGValue);返回运算后的值，注意！加个负数就是减。2.赋值操作LONG_cdeclInterlockedExchange(LONG volatile* Target, LONGValue);Value就是新值，函数会返回原先的值。在本例中只要使用InterlockedIncrement()函数就可以了。将线程函数代码改成：cpp view plain copyDWORD WINAPI ThreadFun(void *pPM) Sleep(100);/some work should to do /g_nLoginCount+; InterlockedIncrement(LPLONG) Sleep(50); return 0; 再次运行，可以发现结果会是唯一的。因此，在多线程环境下，我们对变量的自增自减这些简单的语句也要慎重思考，防止多个线程导致的数据访问出错。
