同步数据结构

并发运行时提供了几个数据结构，利用这些结构可以同步对多个线程中的共享数据的访问。 当您不经常修改共享数据时，这些数据结构很有用。 同步对象（如临界区）会导致其他线程在共享资源可用之前一直等待。 因此，如果使用此类对象来同步对常用数据的访问，则会让应用程序失去可伸缩性。 并行模式库 (PPL) 提供 Concurrency::combinable 类，以使您能够在无需同步的情况下在几个线程或任务之间共享资源。 有关 combinable 类的更多信息，请参见并行容器和对象。

各节内容

本主题详细介绍下列异步消息块类型：

• critical_section

• reader_writer_lock

• scoped_lock and scoped_lock_read

• 事件

critical_section

Concurrency::critical_section 类表示一个协作性互斥对象，该对象将会让位于其他任务，而不是优先于它们。 当多个线程需要对共享数据进行独占读写访问时，临界区很有用。

critical_section 类是非重入的。 如果已拥有锁的线程调用 Concurrency::critical_section::lock 方法，则该方法将引发类型为 Concurrency::improper_lock 的异常。

方法和功能

下表显示 critical_section 类定义的重要方法。

方法	说明
lock	获取临界区。 调用上下文在获取锁之前将阻塞。
try_lock	尝试获取临界区，但不阻塞。
unlock	释放临界区。

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reader_writer_lock

Concurrency::reader_writer_lock 类提供对共享数据的线程安全的读/写操作。 当多个线程需要对共享资源的并发读访问，但很少需要对该共享资源的写访问时，请使用读取器/编写器锁。 此类任何时候都只允许一个线程对一个对象进行写访问。

reader_writer_lock 类的性能好于 critical_section 类，这是因为 critical_section 对象获取了对共享资源的独占访问权，这将阻止并发读访问。

与 critical_section 类似，reader_writer_lock 类表示一个协作性互斥对象，该对象将会让位于其他任务，而不是优先于它们。

当某个必须写入一个共享资源的线程获取读取器/编写器锁时，也必须访问该资源的其他线程将被阻塞，直到编写器释放锁。 reader_writer_lock 类是“写优先”锁的一个示例，这种锁会先为等待的编写器解锁，然后再为等待的读取器解锁。

与 critical_section 类相似，reader_writer_lock 类是非重入的。 如果已拥有锁的线程调用 Concurrency::reader_writer_lock::lock 和 Concurrency::reader_writer_lock::lock_read 方法，则二者将引发类型为 improper_lock 的异常。

提示

由于 reader_writer_lock 类是非重入的，因此您无法将只读锁升级为读取器/编写器锁，也无法将读取器/编写器锁降级为只读锁定。 执行其中任何一项操作都将产生未指定的行为。

方法和功能

下表显示 reader_writer_lock 类定义的重要方法。

方法	说明
lock	获取对锁的读/写访问权。
try_lock	尝试获取对锁的读/写访问权，但不阻塞。
lock_read	获取对锁的只读访问权。
try_lock_read	尝试获取对锁的只读访问权，但不阻塞。
unlock	释放锁。

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scoped_lock and scoped_lock_read

critical_section 和 reader_writer_lock 类提供了嵌套的帮助器类，这些类可简化使用互斥对象的方法。 这些帮助器类称作“范围锁”。

critical_section 类包含 Concurrency::critical_section::scoped_lock 类。 构造函数获取对提供的 critical_section 对象的访问权；析构函数释放对该对象的访问权。 reader_writer_lock 类包含 Concurrency::reader_writer_lock::scoped_lock 类，后者与 critical_section::scoped_lock 类相似，只不过它管理对提供的 reader_writer_lock 对象的写访问权。 reader_writer_lock 类还包含 Concurrency::reader_writer_lock::scoped_lock_read 类。 此类管理对提供的 reader_writer_lock 对象的读访问权。

在手动使用 critical_section 和 reader_writer_lock 对象时，范围锁会提供一些好处。 通常，可以在堆栈上分配一个范围锁。 当销毁范围锁时，它会自动释放对其互斥对象的访问权；因此，请不要手动为基础对象解锁。 当函数包含多个 return 语句时，这会很有用。 范围锁还可帮助您编写不会发生异常的代码。 当 throw 语句导致展开堆栈时，将会调用任何活动范围锁的析构函数，因而始终可以正确释放互斥对象。

提示

当使用 critical_section::scoped_lock、reader_writer_lock::scoped_lock 和 reader_writer_lock::scoped_lock_read 类时，请不要手动释放对基础互斥对象的访问权。 这会导致运行时处于无效状态。

事件

Concurrency::event 类表示一个同步对象，此对象的状态可以是终止的，也可以是非终止的。 与用于保护对共享数据的访问的同步对象（如临界区）不同，事件用于同步执行流。

当一个任务已完成另一个任务的工作时，event 类很有用。 例如，一个任务可能告知另一个任务它已从网络连接或文件读取数据。

方法和功能

下表显示 event 类定义的几个重要方法。

方法	说明
wait	等待事件变为终止状态。
set	将事件设置为终止状态。
reset	将事件设置为非终止状态。
wait_for_multiple	等待多个事件变为终止状态。

示例

有关说明如何使用 event 类的示例，请参见将同步数据结构与 Windows API 进行比较。

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相关章节

• 将同步数据结构与 Windows API 进行比较
  将同步数据结构的行为与 Windows API 提供的行为进行比较。

• 并发运行时
  描述可简化并行编程的并发运行时，并包含指向相关主题的链接。