15、Windows系统同步机制详解

Windows系统同步机制详解

在多处理器环境中，系统的同步机制至关重要，它能确保多个线程或进程对共享资源的访问有序进行，避免数据竞争和不一致的问题。以下将详细介绍Windows系统中的各种同步机制。

1. 读写锁与执行联锁操作

读写锁允许在没有写操作时进行无竞争的共享获取。当有写操作时，读者必须释放锁，且在写操作期间不允许新的读者或写者。对于经常迭代链表但很少插入或删除项的驱动开发者来说，这种锁能减少竞争，避免使用复杂的排队自旋锁。

内核提供了一些基于自旋锁构建的简单同步函数，用于更高级的操作，如在单链表和双链表中添加和删除条目。这些函数包括用于单链表的 ExInterlockedPopEntryList 和 ExInterlockedPushEntryList ，以及用于双链表的 ExInterlockedInsertHeadList 和 ExInterlockedRemoveHeadList 等。这些函数需要一个标准自旋锁作为参数，并且在整个内核和设备驱动程序代码中广泛使用。

与标准API不同，这些执行联锁操作函数将所需代码内联，并使用不同的排序方案。它们在处理器上禁用中断并立即尝试原子测试和设置操作，如果初始尝试失败，会再次启用中断，并继续执行标准的忙等待算法，直到测试和设置操作返回0。由于这些细微差异，用于执行联锁操作的自旋锁不能与之前讨论的标准内核API一起使用，并且非联锁列表操作不能与联锁操作混合使用。

2. 低IRQL同步与自旋锁限制

执行软件需要在多处理器环境中同步对全局数据结构的