临界区(Critical Section)是指在多线程或多进程编程中,访问共享资源(如共用设备或存储器)的程序片段。这些资源无法同时被多个线程或进程访问,因此需要一种同步机制来确保一次只有一个线程或进程进入临界区,从而避免对共享资源的竞争和冲突。
互斥访问:
临界区内的代码一次只能被一个进程或线程执行,确保了共享资源在同一时间只被一个任务访问。
同步机制:
为了管理临界区的访问,通常需要使用同步原语,如互斥锁(mutex)、信号量(semaphore)等。
等待与通知:
当一个进程或线程试图进入已满的临界区时,它必须等待,直到另一个进程或线程释放临界区。
有限时间退出:
线程在临界区内应有一个时间限制,以确保其他线程有机会进入临界区。
忙等待避免:
如果线程不能进入临界区,它应该释放CPU资源,避免无谓的CPU占用,这称为忙等待的避免。
临界区的正确使用对于多线程程序的正确性和稳定性至关重要。操作系统提供了相应的机制,如Windows中的CRITICAL_SECTION结构,来帮助程序员管理临界区的访问