在windows平臺下，用于對多線程（包括進(jìn)程）之間的同步保護(hù)機(jī)制，基本上有這么幾種：
1）Critical Section對象 2）Event對象 3）Mutex對象 4） Semaphore對象。網(wǎng)上已經(jīng)有很多的文章在介紹這些對象是怎么使用的。本文的著眼點(diǎn)在于：總結(jié)出這些同步保護(hù)機(jī)制的一些明顯的行為特征，而這些行為特征，也是我們再寫程序時(shí)經(jīng)常會碰到的。
以下我們所討論的這些行為特征，是對并發(fā)的進(jìn)/線程之間的同步保護(hù)機(jī)制的一般描述，本文用windows平臺作為一個(gè)典型的例子。 基于這一些行為特征，對本文提及的這四種同步對象做一個(gè)分類。
另外，在這里，我們把這四種同步對象，統(tǒng)統(tǒng)稱為“鎖”，以便于接下來的討論。
第一、保護(hù)與同步。
在這里要強(qiáng)調(diào)的是：保護(hù)與同步是兩個(gè)不同的概念。而我們經(jīng)常會混合這兩個(gè)概念。保護(hù)是指在多線程的環(huán)境下對共享資源的保護(hù)。這樣的共享資源大多數(shù)情況下是一段內(nèi)存塊，它會被很多線程試圖訪問和修改。而同步更多的強(qiáng)調(diào)的是線程之間的協(xié)作，協(xié)同工作是需要同步支持的。
基于這一性質(zhì)，我們可以看出：Critical Section對象其本質(zhì)更多的強(qiáng)調(diào)的是保護(hù)，而Event對象、Mutex對象與Semaphore對象更多的強(qiáng)調(diào)的是同步。不過，這樣的區(qū)別，只是概念上的區(qū)別，其本身不會對程序本身產(chǎn)生影響。
第二、鎖的等待超時(shí)
在開發(fā)并發(fā)的多進(jìn)/線程程序時(shí)，為了避免死鎖之類的問題，引入了“等超時(shí)“的概念，即當(dāng)一個(gè)線程需要獲得一個(gè)鎖來執(zhí)行某些代碼的時(shí)候，它可以在所等待的鎖上設(shè)置超時(shí)值。如果在確定的時(shí)間（超時(shí)值）內(nèi)無法獲得該鎖，它可以選擇放棄執(zhí)行該段代碼的權(quán)利，這樣可以在一定程度上避免出現(xiàn)死鎖的問題。這就是鎖的等待超時(shí)的基本含義。基于這一行為特征，我們來對上面四種同步對象做一個(gè)劃分：Critical Section對象是無法設(shè)置等待超時(shí)的，而其他三個(gè)對象則可以設(shè)置等待超時(shí)。從這一點(diǎn)來講，在使用Critical Section對象時(shí)，由于在等待進(jìn)入關(guān)鍵代碼段時(shí)無法設(shè)置等待超時(shí)，很容易造成死鎖。
第三、線程鎖與進(jìn)程鎖
這里所說的線程鎖指的是該鎖只在一個(gè)進(jìn)程的所有線程中可見，而進(jìn)程鎖指的是該鎖可以被不同的進(jìn)程所訪問，可用于進(jìn)程間的同步與互斥。當(dāng)然進(jìn)程鎖仍然可以被用于同一個(gè)進(jìn)程的不同線程之間的同步與互斥。進(jìn)程鎖的概念是大于線程鎖的。基于這一特點(diǎn)劃分的話，Critical Section對象是線程鎖，而其他三個(gè)對象是進(jìn)程鎖。這一點(diǎn)從本質(zhì)上來分析，Critical Section對象是用戶態(tài)模式下面實(shí)現(xiàn)線程同步的方法，而其他三個(gè)對象均是內(nèi)核對象。內(nèi)核對象機(jī)制的適應(yīng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于用戶方式機(jī)制。實(shí)際上，內(nèi)核對象機(jī)制的唯一不足之處在于它的速度比較慢，這是因?yàn)楫?dāng)調(diào)用內(nèi)核機(jī)制對象時(shí)，必須從用戶方式轉(zhuǎn)到內(nèi)核方式。這樣的轉(zhuǎn)換需要付出很大的代價(jià)，是一件很費(fèi)時(shí)的操作。在X86平臺上,這樣往返一次需要占用1000個(gè)CPU周期(這并不包括執(zhí)行內(nèi)核方式的代碼)。當(dāng)然需要注意的是：使用Critical Section對象并不意味著線程不會陷入核心態(tài)執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)線程試圖進(jìn)入另一個(gè)線程擁有的關(guān)鍵代碼段時(shí),該線程就會進(jìn)入等待狀態(tài)。這意味著：該線程必須從用戶態(tài)轉(zhuǎn)為核心態(tài)。(為了提高這一方面的性能,Microsoft將循環(huán)鎖的概念納入到了Critical Section對象中,該線程可以有選擇地不進(jìn)入核心態(tài)等待.具體請參閱MSDN)
第四、鎖的遞歸特質(zhì)
所謂遞歸鎖指的是當(dāng)一個(gè)線程擁有一個(gè)同步鎖時(shí),而遞歸地想再次取得該鎖.如果這次獲得操作不會阻塞當(dāng)前線程的執(zhí)行,則稱該鎖為遞歸鎖.遞歸鎖主要是在"保護(hù)"的概念上提出的,而"保護(hù)"概念下的鎖包括Critical Section對象和Mutext 對象.這兩種鎖在Windows平臺上都是遞歸鎖。需要注意的是：調(diào)用線程獲得幾次遞歸鎖必須釋放幾次遞歸鎖。
第五、讀寫鎖
讀寫鎖允許高效的并發(fā)的訪問多線程環(huán)境下的共享資源。對于一種共享資源,多個(gè)線程可以獲得讀鎖,共享地讀該共享資源。而在同一時(shí)刻,只允許一個(gè)線程擁有寫鎖改變該共享資源.這就是讀寫鎖的概念。很遺憾的是在Windows平臺上沒有這樣的讀寫鎖,你需要自己去實(shí)現(xiàn)。
對以上總結(jié)如圖：
Futher Read:
個(gè)人認(rèn)為,如果你想深入研究多線程的同步機(jī)制,ACE是一個(gè)絕佳的教材，在這里，你會看到什么是Scoped Lock, 讀寫鎖如何實(shí)現(xiàn)等等。