秒杀多线程面试题系列

参考JustDoIT —— 大部分内容

《Windows核心编程》线程同步对象速查表

一 同步互斥区别

同步与互斥的区别和联系

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。

秒杀多线程第九篇 经典线程同步总结 关键段 事件 互斥量 信号量

当线程并发执行时，由于资源共享和线程协作，使用线程之间会存在以下两种制约关系。

（1）．间接相互制约。一个系统中的多个线程必然要共享某种系统资源，如共享CPU，共享I/O设备，所谓间接相互制约即源于这种资源共享，打印机就是最好的例子，线程A在使用打印机时，其它线程都要等待。

（2）．直接相互制约。这种制约主要是因为线程之间的合作，如有线程A将计算结果提供给线程B作进一步处理，那么线程B在线程A将数据送达之前都将处于阻塞状态。

间接相互制约可以称为互斥，直接相互制约可以称为同步，对于互斥可以这样理解，线程A和线程B互斥访问某个资源则它们之间就会产个顺序问题——要么线程A等待线程B操作完毕，要么线程B等待线程操作完毕，这其实就是线程的同步了。因此同步包括互斥，互斥其实是一种特殊的同步。

二 同步互斥的方法

分为两类：用户模式和内核模式。顾名思义，内核模式就是指利用系统内核对象的单一性来进行同步，使用时需要切换内核态与用户态，而用户模式就是不需要切换到内核态，只在用户态完成操作。

注:因此，效率上，临界区比互斥量等要高。

用户模式下的方法有：原子操作、临界区、读写锁，条件变量

内核模式下的方法有：互斥量、信号量、事件（手动和自动），可等待计时器(手动和自动)

三 临界区、互斥量、信号量、事件 对比

1、关于线程所有权属性：即某个线程获得该同步工具后，在他释放该工具前可以多次进入想访问的资源，一般来说具有所有权属性的工具不用于线程同步，只用于互斥，具体可以参考本文最前面的几篇博客

2、内核模式下的工具可以用于不同进程的线程之间的同步互斥，用户模式则只能用于相同进程的线程之间

3、只有互斥量在线程异常退出时，会释放对该工具的所有权，其他线程可以继续获取。其他的工具在线程异常退出时，其占有的工具不会释放，其他线程需要一直等待

4、事件分为自动和手动，如果为自动置位，则对该事件调用WaitForSingleObject()后会自动调用ResetEvent()使事件变成未触发状态。

四、死锁

百度百科

是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

虽然进程在运行过程中，可能发生死锁，但死锁的发生也必须具备一定的条件，死锁的发生必须具备以下四个必要条件。

1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。

2）请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。

3）不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

4）环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。

一个典型的例子是:

线程A锁住了记录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1，这样两个线程就发生了死锁现象.

死锁可以用LockCop来检测，其源码地址为https://github.com/lattesir/WindowsViaCPP/tree/master/09-LockCop

注：该工具使用了Windows Vista/ 7提供的WCT API，故需要在Windows Vista/ 7系统运行LockCop检测工具。

windows 多线程编程的几点经验 (防止死锁)

1) 不要在线程函数体内操作MFC控件，不要再线程里面调用UpdateData函数更新用户界面，而应该尽量采用发送消息的方式，在主线程的消息响应函数中操作控件；

注:Winform/WPF中在线程中更新界面会抛出异常，解决办法也是用委托。

2）不建议采用SendMessage往主线程发送消息，因为它是同步的，阻塞的，可以考虑采用PostMessage代替；

3）线程退出时，尽量不要使用TerminateThread函数，而尽可能的让线程自己退出；

注:在线程中有malloc/new等操作，强行终止，1会导致内存泄露，2是因为整个进程在分配和回收内存时，都要用同一把锁，如果TerminateThread之后再new很有可能会死锁。CloseHandle(),TerminateThread(),ExitThread()的区别

4) 当线程退出时，必须先等待工作者线程退出，主线程才退出，但是在主线程里面不要使用WaitForSingleObject或WaitForMultiObjects等待线程结束,因为它可能造成死锁，当主线程使用这两个函数时，主线程就挂起了，尤其在第 (1), (2) 种情况下，工作者线程还在调用主线程里面的资源，这样造成死锁；

5) 为了防止退出死锁的发生，尽量使用MsgWaitForMultipleObjects函数，因为该函数等待时，可以等待线程句柄 有信号，而且还可以等待消息，不会造成死锁；