多線程技術在云存儲視圖庫中的應用

尹莉莉

安徽四創電子股份有限公司，安徽合肥 230088

1 多線程的同步技術

開發人員在進行多線程編程時，為了使得各個線程能夠協同工作，必須要用到線程同步技術。下面將針對臨界區、事件及互斥對象這幾種windows線程的同步技術進行介紹。

1.1 臨界區對象

臨界區其實就是一段代碼，它的作用就是控制共享資源不被同時訪問，比如一個線程進入臨界區訪問共享資源后，其他想訪問該共享資源的線程將被拒絕訪問，處于掛起狀態，直到臨界區釋放后，其他線程才可以繼續搶占。利用臨界區對象控制線程同步的方法如下。

1）定義臨界區對象，該對象是全局變量。

CRITICAL_SECTION g_s;

2）初始化臨界區對象。

InitializeCriticalSection(&g_s);

3）進入臨界區。

EnterCriticalSection(&g_s);

4）釋放臨界區。

LeaveCriticalSection(&g_s);

1.2 事件對象

事件對象是一種抽象的對象，有受信和未受信兩種狀態，一般和WaitForSingleObject函數一起使用，該函數根據事件的受信狀態來判斷是否讓線程訪問該共享數據。利用事件對象來保持線程同步的方法如下。

1）創建事件內核對象并保存事件對象的句柄。

HANDLE g_hEvent;//全局變量。

g_hEvent = CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,FALSE,NULL);

createEvent函數可根據參數傳入的不同，來決定是否需要手動重置事件對象，同時也可以決定事件創建的初始狀態，即受信還是未受信。

2）更改事件對象的狀態。

SetEvent(g_hEvent);//設置事件狀態為受信狀態

ReleaseEvent(g_Event);//設置事件狀態為無信號狀態

3）使用WaitForSingleObject函數來控制線程對共享資源的訪問。

WaitForSingleObject(g_hEvent,INFINITE);

當事件對象是受信狀態時，則該線程可以訪問共享資源。

1.3 互斥內核對象

互斥對象也是一種內核對象，其與前面兩種保持同步的方法類似，利用該技術進行線程同步的方法如下。

1.3.1 創建互斥對象并保存對象句柄

HANDLE g_hMutex;//全局變量

g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);//第二個參數一般設置為false，表示該對象沒有被任何線程所占用。

1.3.2 在線程函數中使用WaitForSingleObject

WaitForSingleObject(g_hEvent,INFINITE);

1.3.3 釋放互斥對象

ReleaseMutex(g_hMutex);

2 多線程的優缺點

任何東西都有它的兩面性，同樣多線程也是一把雙刃劍，有它的優點也有它的缺點。

首先，多線程的優點如下。

1）提高界面程序響應速度。

當一個程序既要執行耗時的任務，又要更新窗口及接受相關界面操作時，如云存儲視圖庫的客戶端界面程序，如果該程序是單線程程序，則會導致界面的卡死，從用戶的角度來說，這個應用程序就像處于無響應狀態一樣。如果程序是多線程程序，可以把耗時任務，比如視頻的點播，文件的上傳下載等傳遞給后臺線程，當后臺線程在執行這些功能的時候，主線程就可以及時的處理用戶對界面的操作請求，從用戶的體驗感上來講，程序的響應速度就比單線程要快的多。

2）資源利用率高。

因為電腦的工作原理是輪轉時間片進行操作，而操作系統中分配時間片的操作是以線程為準的，對比實現同樣功能的多線程程序和單線程程序，多線程程序被分配的時間片就比單線程程序多了，從而cpu在它上面花費的時間就多了，這就充分的利用了cpu資源。比如上傳下載文件，當用戶上傳第一個文件時，cpu會等待第一個文件上傳完成，如果接下來繼續上傳其他文件，cpu在上傳文件的同時就可以對已上傳完成的文件進行下載了，因為在執行文件上傳時，cpu還有很多空閑的時間，可以給下載線程分配一定的時間片來執行下載，從而提高了cpu資源的利用率。

其次，多線程的缺點如下。

1）設計復雜。

有一些多線程應用程序比單線程的應用程序要簡單，但是一般情況下多線程的設計還是更復雜一點，尤其當多個線程共享進程數據的時候，需要用到同步技術，處理不當就有可能造成線程的死鎖。

2）頻繁切換上下文的開銷。

Cpu是通過分配時間片來控制線程的交替執行的，當一個線程的時間片被用完時，cpu就要準備從該線程切換到下一個被分配到時間片的線程，此時就需要cpu記錄當前線程的相關信息，如線程的相關數據，程序的地址等，這些操作完成后，cpu才可以載入另一個線程的相關數據開始執行。由此可知，如果程序是多線程程序，由于線程數量較多，系統將會花費大量的時間來處理線程的頻繁切換，這就可能降低程序的執行效率。

3）資源消耗的增加。

多線程程序在充分利用cpu資源的情況下，也會加大對資源的消耗量，因為每個線程都要有自己的一個堆棧，這就加大了對內存的使用，同時程序還需要一些資源來管理線程，這些都導致了資源消耗的增加。

3 結論

綜上可知，多線程的使用有利有弊，在軟件開發中，到底需不需要用到多線程編程需要考慮很多因素，也需要結合程序功能的實際情況。一般情況下，多線程技術在項目開發中還是得到了廣泛應用，因為在大多數項目開發中，多線程的優勢還是明顯大于劣勢的。

[1]王艷平,Windows程序設計[M].2版.北京：人民郵電出版社，2008.

[2]章秦.Win32多線程同步技術淺析[J].電子設計工程，2011.