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同步處理資料結構

  • 發行項

並行執行時間提供數個資料結構，可讓您同步存取多個執行緒的共用資料。 當您不常修改的共用資料時，這些資料結構很有用。 例如，重要區段的同步處理物件會導致其他執行緒等到共用資源可用為止。 因此，如果您使用這類物件來同步存取經常使用的資料，您可能會在應用程式中失去延展性。 平行模式程式庫 （PPL） 提供 並行：：combinable 類別，可讓您在數個執行緒或工作之間共用資源，而不需要同步處理。 如需 類別 combinable 的詳細資訊，請參閱 平行容器和物件 。

區段

本主題詳細說明下列非同步訊息區塊類型：

critical_section

concurrency：：critical_section 類別代表對其他工作產生的合作互斥物件，而不是先占它們。 當多個執行緒需要共用資料的獨佔讀取和寫入存取權時，關鍵區段會很有用。

類別 critical_section 為非重新進入。 如果 已擁有鎖定的執行緒呼叫並行：：critical_section：：lock 方法會擲回類型 並行：：improper_lock 例外狀況。

方法和功能

下表顯示 類別所 critical_section 定義的重要方法。

方法 描述
lock 取得重要區段。 呼叫內容會封鎖，直到取得鎖定為止。
try_lock 嘗試取得重要區段，但不會封鎖。
unlock 釋放重要區段。

[靠上]

reader_writer_lock

concurrency ：：reader_writer_lock 類別為共用資料提供安全線程的讀取/寫入作業。 當多個執行緒需要共用資源的並行讀取權限，但很少寫入該共用資源時，請使用讀取器/寫入器鎖定。 這個類別隨時只提供物件一個執行緒寫入權限。

類別 reader_writer_lock 的執行效能比 critical_section 類別更好，因為 critical_section 物件會取得共用資源的獨佔存取權，這可防止並行讀取存取。

和 類別 critical_section 一樣，類別 reader_writer_lock 代表對其他工作產生的合作互斥物件，而不是先占它們。

當必須寫入共用資源的執行緒取得讀取器/寫入器鎖定時，也必須存取資源的其他執行緒會遭到封鎖，直到寫入器釋放鎖定為止。 類別 reader_writer_lock 是寫入喜好設定 鎖定的 範例，這是在解除封鎖等候讀取器之前解除封鎖等候寫入器的鎖定。

和 類別 critical_section 一樣，類別 reader_writer_lock 是非重新進入。 並行 ：：reader_writer_lock：：lock 和 concurrency：：reader_writer_lock：：lock_read 方法會在已經擁有鎖定的執行緒呼叫時擲回類型的 improper_lock 例外狀況。

注意

因為類別 reader_writer_lock 是非重新進入，所以您無法將唯讀鎖定升級為讀取器/寫入器鎖定，或將讀取器/寫入器鎖定降級為唯讀鎖定。 執行其中一項作業會產生未指定的行為。

方法和功能

下表顯示 類別所 reader_writer_lock 定義的重要方法。

方法 描述
lock 取得鎖定的讀取/寫入存取權。
try_lock 嘗試取得鎖定的讀取/寫入存取權，但不會封鎖。
lock_read 取得鎖定的唯讀存取權。
try_lock_read 嘗試取得鎖定的唯讀存取權，但不會封鎖。
unlock 釋放鎖定。

[靠上]

scoped_lock和scoped_lock_read

critical_section和 reader_writer_lock 類別提供巢狀協助程式類別，以簡化您使用相互排除物件的方式。 這些協助程式類別稱為 範圍鎖定 。

類別 critical_section 包含 concurrency：：critical_section：：scoped_lock 類別。 建構函式會取得所提供 critical_section 物件的存取權;解構函式會釋放該物件的存取權。 類別 reader_writer_lock 包含 concurrency：：reader_writer_lock：：scoped_lock 類別，其類似 critical_section::scoped_lock ，但管理所提供 reader_writer_lock 物件的寫入權限除外。 類別 reader_writer_lock 也包含 concurrency：：reader_writer_lock：：scoped_lock_read 類別。 這個類別會管理所提供 reader_writer_lock 物件的讀取權限。

當您手動使用 critical_section 和 reader_writer_lock 物件時，範圍鎖定可提供數個優點。 一般而言，您會在堆疊上配置範圍鎖定。 範圍鎖定會在終結時自動釋放其互斥物件的存取權;因此，您不會手動解除鎖定基礎物件。 當函式包含多個 return 語句時，這非常有用。 範圍鎖定也可以協助您撰寫例外狀況安全程式碼。 throw當語句導致堆疊回溯時，會呼叫任何作用中範圍鎖定的解構函式，因此一律會正確釋放互斥物件。

注意

當您使用 critical_section::scoped_lock 、 reader_writer_lock::scoped_lock 和 reader_writer_lock::scoped_lock_read 類別時，請勿手動釋放基礎互斥物件的存取權。 這可讓執行時間處於無效狀態。

event

concurrency ：：event 類別代表同步處理物件，其狀態可以是訊號或非訊號。 不同于同步處理物件，例如重要區段，其用途是保護共用資料的存取、事件同步處理執行流程。

當某個工作已完成另一項工作的工作時，類別 event 會很有用。 例如，某個工作可能會向另一個工作發出訊號，指出它已從網路連線或檔案讀取資料。

方法和功能

下表顯示 類別所 event 定義的數個重要方法。

方法 描述
等 等候事件收到訊號。
set 將事件設定為訊號狀態。
reset 將事件設定為非訊號狀態。
wait_for_multiple 等候多個事件收到訊號。

範例

如需示範如何使用 類別的 event 範例，請參閱 比較同步處理資料結構與 Windows API 。

[靠上]

比較同步處理資料結構與 Windows API
比較同步處理資料結構的行為與 Windows API 所提供的行為。

並行執行階段
說明並行執行階段，它可簡化平行程式設計，並包含相關主題的連結。