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最近，在项目中涉及到多线程访问临界资源的问题。为了保护临界资源，可以是使用互斥量或者是使用临界区。由于，我不需要在多进程中同步，又为了效率的考量，所以选择了使用临界区的方式。但是，在使用临界区的时候，发现了一个类是鸡生蛋蛋生鸡的问题。现将问题和自己的解决方法记录如下，如有不对之处，还请指教。
在项目的开发过程中，需要把视屏流输出成磁盘的文件，有时候可能有多路视频流同时需要输出到各自的文件中去。对于不同路的视频需要进行分类，不同路的视频存储在不同的目录下。于是在初始化输出文件的时候，需要设置当前目录。有多路视频的时候，每一个都需要在初始化的时候设置当前目录，于是设置的当前目录就是临界资源了。
下面，是我的输出视频流文件的类：
1 class CAVIFile 2 { 3 public: 4 CAVIFile(); 5 6 HRESULT OpenFile(const string& strFileName, const string& strDirectoryPath) 7 { 8 // .... 9 SetCurrentDirectory(strDirectoryPath.c_str()); 10 // ... 11 } 12 13 HRESULT WriteVideo(LPVOID lpBuffer, LONG cbBuffer); // 写入视频数据 14 HRESULT WriteAudio(LPVOID lpBuffer, LONG cbBuffer); // 写入获取到的音频数据 15 void CloseFile(); 16 17 private: 18 // 一些与本内容无关的成员变量 19 // ... 20 };
可以看出，如果多个线程同时，进行多路视频的输出时，都调用OpenFile()初始化输出文件，当第一个线程设置当前目录，还没有初始化完成的时候，第二个线程也调用了OpenFile()设置了不同的当前目录，那么第一个线程的初始化的当前目录就会被覆盖。此时就需要加锁，这里选择了临界区。由于不同CAVIFile对象由不同的线程执行，而不同的CAVIFile对象设置当前目录，都会相互影响，所以不同的CAVIFile对象需要公用一个临界区。所以声明临界区为静态成员。
下面是加上临界区之后的代码：
1 class CAVIFile 2 { 3 public: 4 CAVIFile() 5 { 6 InitializeCriticalSection(&m_criticalSection); // 初始化临界区 7 } 8 HRESULT OpenFile(const string& strFileName, const string& strDirectoryPath) 9 { 10 // .... 11 EnterCriticalSection(&m_criticalSection); 12 SetCurrentDirectory(strDirectoryPath.c_str()); 13 // ... 14 LeaveCriticalSection(&m_criticalSection); 15 //... 16 } 17 // ... 18 private: 19 // ... 20 // 整个类设置当前目录的互斥锁 21 static CRITICAL_SECTION m_criticalSection; 22 }; 23 CRITICAL_SECTION CAVIFile::m_criticalSection;
但是上面的代码还是有问题，那么就是每生成一个CAVIFile对象，就会初始化一次m_criticalSection，这是有问题的，m_criticalSection是静态成员变量，这个临界区是CAVIFile类对象共享的，只需要初始化一次，而这里会初始化多次。
对此这个初始化多次的问题，我看到的一种解决方法是，加一个静态变量去标识m_criticalSection是否已经初始化，如果已经初始化就不再初始化。
代码如下：
1 class CAVIFile 2 { 3 public: 4 CAVIFile() 5 { 6 if (m_shouldInit) 7 { 8 InitializeCriticalSection(&m_criticalSection); // 初始化临界区 9 m_shouldInit = false; 10 } 11 } 12 HRESULT OpenFile(const string& strFileName, const string& strDirectoryPath) 13 { 14 // .... 15 EnterCriticalSection(&m_criticalSection); 16 SetCurrentDirectory(strDirectoryPath.c_str()); 17 // ... 18 LeaveCriticalSection(&m_criticalSection); 19 //... 20 } 21 // ... 22 private: 23 // ... 24 // 整个类设置当前目录的互斥锁 25 static CRITICAL_SECTION m_criticalSection; 26 static bool m_shouldInit; 27 }; 28 CRITICAL_SECTION CAVIFile::m_criticalSection; 29 bool CAVIFile::m_shouldInit = true;
这其实还是有问题的。在上面的代码中多线程可能同时访问m_shouldInit，判断是否需要初始化临界区，如果已经初始化，就不再初始化临界区，这看起来是正确一样。但是仅仅是看起来。此时，当多线程访问m_shouldInit的时候，m_shouldInit也变成了临界资源了。为了保护m_shouldInit，难道我们定义一个临界区？那么我们再次定义的临界区的初始化一次的问题又出现了，我们再定义另一个静态变成去标识我们刚刚为了保护m_shouldInit定义的临界区的初始化？此时，我们已经落入到蛋生鸡，鸡生蛋的逻辑中了。
明显这种解决方法是不正确的！
在单例模式中，一个使用单例模式的类，只能创建一个类的对象。我突然想起，这个类只能创建一个对象，那么也就是只会调用一次构造函数。那么，我可以利用但是模式进行初试这个临界区。
实现代码如下：
1 class CAVIFile 2 { 3 public: 4 // ... 5 HRESULT OpenFile(const string& strFileName, const string& strDirectoryPath) 6 { 7 // .... 8 EnterCriticalSection(&m_criticalSection); 9 SetCurrentDirectory(strDirectoryPath.c_str()); 10 // ... 11 LeaveCriticalSection(&m_criticalSection); 12 //... 13 } 14 // ... 15 private: 16 //... 17 // 整个类设置当前目录的互斥锁 18 static CRITICAL_SECTION m_criticalSection; 19 private: 20 // Singleton,这个类使用单例模式，为了只初始化一次m_criticalSection 21 // 饿汉式 22 class Singleton 23 { 24 private: 25 Singleton() { InitializeCriticalSection(&m_criticalSection); } 26 Singleton(const Singleton& other); 27 Singleton& operator=(const Singleton& other); 28 29 static Singleton m_Singleton; 30 }; 31 friend class Singleton; 32 }; 33 CRITICAL_SECTION CAVIFile::m_criticalSection; 34 CAVIFile::Singleton CAVIFile::Singleton::m_Singleton;
这里，在类内定义了一个嵌套类，而嵌套类使用了饿汉式的单例模式，自动只会会一次，那么就只会对m_criticalSection初始化一次。这样就完美的解决了问题。
用单例模式解决临界区(CRITICAL_SECTION)的使用问题
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原文地址：http://www.cnblogs.com/wangjzh/p/4459790.html
