秒杀多线程第三篇 原子操作 Interlocked系列函数
上一篇《多線程第一次親密接觸?CreateThread與_beginthreadex本質區別》中講到一個多線程報數功能。為了描述方便和代碼簡潔起見，我們可以只輸出最后的報數結果來觀察程序是否運行出錯。這也非常類似于統計一個網站每天有多少用戶登錄，每個用戶登錄用一個線程模擬，線程運行時會將一個表示計數的變量遞增。程序在最后輸出計數的值表示有今天多少個用戶登錄，如果這個值不等于我們啟動的線程個數，那顯然說明這個程序是有問題的。整個程序代碼如下：
[cpp]?view plaincopy程序中模擬的是10個用戶登錄，程序將輸出結果：
和上一篇的線程報數程序一樣，程序輸出的結果好象并沒什么問題。下面我們增加點用戶來試試，現在模擬50個用戶登錄，為了便于觀察結果，在程序中將50個用戶登錄過程重復20次，代碼如下：
[cpp]?view plaincopy運行結果如下圖：
現在結果水落石出，明明有50個線程執行了g_nLoginCount++;操作，但結果輸出是不確定的，有可能為50，但也有可能小于50。
???????要解決這個問題，我們就分析下g_nLoginCount++;操作。在VC6.0編譯器對g_nLoginCount++;這一語句打個斷點，再按F5進入調試狀態，然后按下Debug工具欄的Disassembly按鈕，這樣就出現了匯編代碼窗口。可以發現在C/C++語言中一條簡單的自增語句其實是由三條匯編代碼組成的，如下圖所示。
講解下這三條匯編意思：
第一條匯編將g_nLoginCount的值從內存中讀取到寄存器eax中。
第二條匯編將寄存器eax中的值與1相加，計算結果仍存入寄存器eax中。
第三條匯編將寄存器eax中的值寫回內存中。
???????這樣由于線程執行的并發性，很可能線程A執行到第二句時，線程B開始執行，線程B將原來的值又寫入寄存器eax中，這樣線程A所主要計算的值就被線程B修改了。這樣執行下來，結果是不可預知的——可能會出現50，可能小于50。
???????因此在多線程環境中對一個變量進行讀寫時，我們需要有一種方法能夠保證對一個值的遞增操作是原子操作——即不可打斷性，一個線程在執行原子操作時，其它線程必須等待它完成之后才能開始執行該原子操作。這種涉及到硬件的操作會不會很復雜了，幸運的是，Windows系統為我們提供了一些以Interlocked開頭的函數來完成這一任務（下文將這些函數稱為Interlocked系列函數）。
下面列出一些常用的Interlocked系列函數：
1.增減操作
LONG__cdeclInterlockedIncrement(LONG?volatile*?Addend);
LONG__cdeclInterlockedDecrement(LONG?volatile*?Addend);
返回變量執行增減操作之后的值。
LONG__cdec?InterlockedExchangeAdd(LONG?volatile*?Addend,?LONGValue);
返回運算后的值，注意！加個負數就是減。
?
2.賦值操作
LONG__cdeclInterlockedExchange(LONG?volatile*?Target,?LONGValue);
Value就是新值，函數會返回原先的值。
?
在本例中只要使用InterlockedIncrement()函數就可以了。將線程函數代碼改成：
[cpp]?view plaincopy再次運行，可以發現結果會是唯一的。
???????因此，在多線程環境下，我們對變量的自增自減這些簡單的語句也要慎重思考，防止多個線程導致的數據訪問出錯。更多介紹，請訪問MSDN上Synchronization Functions這一章節，地址為?http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/aa909196.aspx
?
看到這里，相信本系列首篇《秒殺多線程第一篇 多線程筆試面試題匯總》中選擇題第一題（百度筆試題）應該可以秒殺掉了吧（知其然也知其所以然），正確答案是D。另外給個附加問題，程序中是用50個線程模擬用戶登錄，有興趣的同學可以試下用100個線程來模擬一下（上機試試絕對會有意外發現^_^）。
?
下一篇《秒殺多線程第四篇 一個經典多線程同步問題》將提出一個稍為復雜點但卻非常經典的多線程同步互斥問題，這個問題會采用不同的方法來解答，從而讓你充分熟練多線程同步互斥的“招式”。更多精彩，歡迎繼續參閱。
?
?
轉載請標明出處，原文地址：http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7429155
如果覺得本文對您有幫助，請點擊‘頂’支持一下，您的支持是我寫作最大的動力，謝謝。
超強干貨來襲 云風專訪：近40年碼齡，通宵達旦的技術人生總結
以上是生活随笔為你收集整理的秒杀多线程第三篇 原子操作 Interlocked系列函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： Windows Sockets 2.0
- 下一篇： 秒杀多线程第五篇 经典线程同步 关键段C