windows的并发编程机制

windows的并发编程机制

1. 内核
   1. 互斥(Mutex)
   2. 信号量(Semaphore)
   3. 自动重置事件(Auto-Reset Event)
   4. 手动重置事件(Manual-Reset Event)
   5. 等待定时器(Waitable Timer)

 

2. 高级同步结构
   1. CRITICAL_SECTION: 使用一个Auto-Reset Event内核对象
   2. vista中的轻量级读写锁SRWL

   VOID WINAPI InitializeSRWLock(PSRWLOCK SRWLock);  //只需初始化，不需要delete

   VOID WINAPI AcquireSRWLockExclusive(PSRWLOCK SRWLock) //独占模式等待

   VOID WINAPI AcquireSRWLockShared(PSRWLOCK SRWLock) //共享模式等待

   VOID WINAPI ReleaseSRWLockExclusive(PSRWLOCK SRWLock) //独占模式释放

   VOID WINAPI ReleaseSRWLockShared(PSRWLOCK SRWLock) //共享模式释放

   3. vista中的条件变量CONDITION_VARIABLE,相当于SignalObjectAndWait

   BOOL WINAPI SleepConditionVariable{CS/SRW}

   VOID WINAPI WakeConditionVariable(PCONDITION_VARIABLE ConditionVariable)

   VOID WINAPI WakeAllConditionVariable(PCONDITION_VARIABLE ConditionVariable)

    

 

3. 等待函数
   1. [Msg/Com]WaitForSingleObject[Ex]
   2. [Msg/Com]WaitForMultipleObjects[Ex]
   3. SignalObjectAndWait

   其中Msg: GUI程序，Com： Com程序，当线程等待时仍可以分发消息

 

4. 隐含的同步结构
   1. 键值事件(Keyed Event) : windows xp and above(hidden)

   一个整个系统的全局事件，即等待线程的链表或hash表，存储了正在等待的事件的线程，不同互斥对象通过K来区分，通常为内存地址，键值事件已经是vista及以后系统中读写锁/条件变量的内部实现机制

 

1. 注意事项：

1. 在使用同步时优先选择高级同步结构如CRITICAL_SECTION/SRWL/CONDITION_VARIABLE，因为它们是在用户级实现的，可以相比于内核级的同步机制，减少内核切换，提高效率
2. 对于运行时间很短的需要并发执行的程序可以利用线程池实现，而需要长时间运行的程序可以指定WT_TRANSFER_IMPERSONATION是线程池生成新的线程，或自己生成新线程并负责管理
3. 使用线程池时，如果仅在vista及以上的系统上运行应尽量使用新的线程池api并尽可能采用SRWL/CONDITION_VARIABLE实现互斥与同步，如果考虑xp等的兼容性则应使用原api
4. 编写并发程序时，应注意线程调度，缓存一致性等对性能的影响。注意不同细粒度对并发程序的影响，将伪并发（由于同步/互斥造成的线程排队运行的情况）修改为串行，减少不必要的开销。
5. 可采用指定cpu运行的方式提高局部性
6. 完成程序后最好测试一下并发与串行间的性能差异，选择更优的方案。

 

 

 

 

1. 参考文献

1. Joe Duffy. Windows并发编程指南[M]. 机械工业出版社. 2010
2. Joe Duffy. Windows keyed events, critical sections, and new Vista synchronization features[OL]. http://www.bluebytesoftware.com/blog/PermaLink,guid,db9f8f5b-8d1d-44b0-afbd-3eadde24b678.aspx.