windows系统多线程同步机制原理总结

windows系统多线程同步机制原理总结

同步问题是开发过程中遇到的重要问题之一。同步是要保证在并发执行的环境中各个控制流可以有序地执行，包括对于资源的共享或互斥访问，以及代码功能的逻辑顺序。
为了保证多线程间的同步，Windows操作系统提供了一系列的机制：事件、互斥体、信号量等等。本文主要基于对《Windows内核原理与实现》一书相关章节的整理并结合自己的理解介绍同步机制的大概实现原理，有任何不妥的地方，希望大家能够不吝指出。

Windows线程调度

我们先来简单的说以下Windows的线程调度，这是理解后续东西的基础。Windows的调度算法是一个抢占式的、支持多处理器的优先级调度算法。这种调度算法将处理器的时间分成一个个的时间片段，每个时间片段分给不同的线程去执行线程中的指令，直到时间片用完。显然，这样做使得处理器的执行不是按照一个事先知道的顺序依次进行；操作系统在调度线程时需要一个时钟中断来获得对处理器的控制权，从而引导处理器去执行操作系统想要它执行的目标线程的指令。

中断

说到Windows的线程调度是通过中断来切换线程的，那么到底什么是中断呢？我们这样想：处理器在执行指令时肯定是顺序执行指令流，那么它怎么处理一些事先无法预知、运行时才发生的事件呢？比如用户某一时刻突然敲下键盘。一种办法是处理器足够频繁地去挨个检查所有可能发生的事件是否发生了，这种方法显然很笨；另一种方法就是使用中断。
中断其实包含硬件中断和软件中断，说说硬件中断（软件中断其实是模拟的硬件中断）。硬件中断是外部设备在需要通知处理器去做一件事的时候向处理器的特定管脚（NMI和INTR）发送数据，处理器每执行完一条指令都会去检查这个管脚的状态，看看是否有中断发生。通过中断机制，处理器就不需要去挨个设备的检查了，只需要统一的检查是否发生了中断。那么，处理器在得知发生中断后，又怎么知道发生了什么中断？以及怎么去处理中断呢？
原来，每个中断都有一个中断编号，也称为中断向量。外部设备在触发处理器中断时会发生相应的中断向量。除此之外