《Windows核心编程系列》谈谈用户模式下的线程同步

　　读写锁（RWLock）

　　读写锁也可以对一个资源进行保护。但是它跟关键段有所不同，读写锁允许我们区分那些想要读取资源的线程和更改资源的线程。让所有的读取资源的线程同时工作是可行的，因为读取不会破坏数据。只有当写入时才需要对写入线程进行同步。写入线程必须独占资源，它工作时无论是读取还是写入线程都必须等待。

　　使用读写锁之前，需要分配一个SRWLOCK结构，并调用InitializeSRWLock初始化它。

 Void InitializeSRWLock(PSRWLOCK SRWLock);

　　初始化完成之后，写入者线程可以调用AcquireSRWLockExclusive，将SRWLock对象地址传入，获得对被保护资源的独占访问。

Void AcquireSRWLockExclusive(PSRWLOCK SRWLock);

　　独占访问结束后，需要调用：

Void ReleaseSRWLockExclusive(PSRWLOCK SRWLock);

　　解除对资源的独占。

　　对于读取者线程，可以通过调用：

Void AcquireSRWLockShared(PSRWLOCK SRWLock);

　　获得对资源的共享访问。

Void ReleaseSRWLockShared(PSRWLOCK SRWLock);

　　释放对资源的共享。

　　读写锁不能为了多次写入资源而多次锁定资源，然后再多次调用ReleaseSRWLock*来释放对资源的锁定 。

　　多线程会导致一些同步开销。如果使用单线程访问一个资源需要x ms，那么使用两个线程花费的时间将会>2x。因为除了同步开销外，还有多个cpu之间必须相互通信以维护高速缓存的一致性。Cpu个数越多，这种花费越多。

　　读写锁执行读取操作的性能要优于写入操作。这是因为两个线程可以同时读取，但是需要写入的时候只能一个一个写入。

　　对比各种线程同步方法，读写锁和关键段性能差不多，有些情况下读写锁甚至更优，而且还允许多个线程同时读取。因此推荐使用读写锁。使用互斥量性能是差的。这是因为等待互斥量以及后来的释放互斥量需要线程调用API，而这又会导致在用户模式和内核模式之间切换。在下一章介绍的使用内核对象进行同步时还会详细介绍。

　　使用读写锁也可以解决生产者-消费者问题。

　　如果读取者线程没有数据可读，它应该将锁释放并等待，直到生产者写入新数据为止。如果写入者将缓冲区写满，它同样应该释放锁并进入睡眠状态。要实现这样的线程同步是很复杂的，windows为我们提供一些函数简化了这些操作。

　　Windows提供SleepConditionVariableCS或SleepConditionVariableSRW函数，等待条件变量。线程在等待该条件变量时，会以原子方式把锁释放并将自己阻塞，直到该条件变量被触发时为止。

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">Bool SleepConditionVariableCS(
  PCONDITION_VARIABLE pConditionVariable，
  PCRITICAL_SECTION pCriticalSection，
  DWORD dwMilliseconds);
Bool SleepConditionVariableSRW(
  PCONDITION_VARIABLE pConditionVariable，
  PSRWLOCK pSRWLock，
  DWORD dwMilliseconds
  ULONG Flags);</SPAN>

　　pConditonVariable指向一个以初始化的条件变量，调用线程将等待该条件变量。第二个参数指向一个关键段或是SRWLock对象。该关键段或SRWLock用来同步对共享资源的访问。Flags指定一旦条件变量被触发，线程将以何种方式获得锁。对读取者线程来说应该传入CONDITION_VARIABLE_LOCKMODE_SHARED表示希望共享对资源的访问。对于写入者线程应该传入0，表示独占资源。

　　dwMilliseconds表示我们希望线程花多少时间来等待条件被触发。在指定的时间用完时，如果条件变量尚未被触发，函数返回false，否则为true。

　　当另一个线程检测到相应的条件已经满足时，比如存在一个元素可以让读取者线程读取。它会调用WakeConditionVariable或WakeAllConditionVariable，触发条件变量。这样调用Sleep*函数而阻塞在该条件变量的线程会被唤醒。

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">Void WakeConditonVariable(
   PCONDITION_VARIABLE ConditionVariable);
Void WakeAllConditionVariable(
   PCONDITION_VARIABLE ConditionVariable);</SPAN>

　　WakeConditionVariable会使SleepConditionVariable*等待的同一个条件变量被触发的线程得到锁并返回。当此线程释放这个锁的时候，不会唤醒其他正在等待此条件变量的线程。