Windows用户模式下线程同步：原子访问与Interlocked函数

《Windows核心编程系列》深入探讨了用户模式下的线程同步问题，特别是在Windows操作系统中，线程间的协作和资源访问至关重要。线程安全是确保多线程程序正确运行的关键，尤其是在共享资源访问和通信时。当多个线程并发地操作同一个共享资源，例如全局变量或内存区域，如果没有适当的同步机制，可能会导致数据竞争（race condition），如上述提到的a++操作导致的意外结果。 原子访问是解决这类问题的基础概念，它确保一个操作在执行过程中不会被其他线程中断。Windows提供了一套Interlocked系列函数，如InterlockedExchangeAdd和InterlockedExchangeAdd64，它们是原子操作，能保证在多线程环境中对共享变量进行加法操作时，结果的正确性和一致性。这些函数接收一个可变长整型指针（PLONGvolatile或PLONGLONGvolatile）和一个增量值，以原子方式更新指针指向的值，从而避免数据损坏和竞态条件。 例如，当两个线程试图递增同一个全局变量时，使用InterlockedExchangeAdd可以确保在任何时候只有一个线程修改该值，即使在Windows的抢占式调度下也是如此。这就确保了资源的安全访问和线程间通信的可靠性。 用户模式下的线程同步策略还包括其他方法，如互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）和条件变量（Condition Variables），它们各自在不同的场景下提供控制线程执行和同步的手段。这些工具允许开发者精确地控制何时以及如何让线程进入或离开特定的执行阶段，以维护系统的并发性和数据一致性。 掌握Windows下的线程同步技巧对于编写高效且健壮的多线程应用程序至关重要。通过理解和利用Interlocked系列函数以及其他的同步机制，程序员可以有效地避免并发问题，提升应用程序的性能和稳定性。