同步處理資料結構

並行執行階段會提供許多資料結構，可讓您同步處理多個執行緒的共用資料存取權。 當您擁有不常修改的共用資料時，這些資料結構就很有用。 同步處理物件 (例如，關鍵區段) 會導致其他執行緒等候直到共用資源可用為止。 因此，如果您使用這類物件來同步處理經常使用之資料的存取權，可能會喪失應用程式的延展性。 平行模式程式庫 (PPL)提供 concurrency::combinable 類別，可讓您共用資源的各項數個執行緒或工作，而不需要同步處理。 如需 combinable 類別的詳細資訊，請參閱平行容器和物件。

章節

本主題將詳細描述下列非同步訊息區類型：

• critical_section

• reader_writer_lock

• scoped_lock 和 scoped_lock_read

• event

critical_section

Concurrency::critical_section 類別代表合作互斥物件可產生其他工作，而非其 preempting。 當多個執行緒需要共用資料的獨佔讀取和寫入存取權時，關鍵區段就很有用。

critical_section 類別是不可重新進入的。 Concurrency::critical_section::lock 方法會擲回例外狀況型別的 concurrency::improper_lock 如果已經擁有鎖定的執行緒呼叫。

方法和功能

下表列出 critical_section 類別所定義的重要方法。

方法	描述
鎖定	取得關鍵區段。 呼叫內容會封鎖，直到它取得鎖定為止。
try_lock	嘗試取得關鍵區段，但是不封鎖。
unlock	釋放關鍵區段。

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reader_writer_lock

Concurrency::reader_writer_lock 類別會提供對共用資料的安全執行緒的讀取/寫入作業。 當多個執行緒需要共用資源的並行讀取存取權，但是很少寫入該共用資源時，請使用讀取器/寫入器鎖定。 這個類別一次只會提供物件的寫入存取權給一個執行緒。

reader_writer_lock 類別的執行效能可能比 critical_section 類別要好，因為 critical_section 物件會取得共用資源的獨佔存取權，因而避免並行讀取存取權。

與 critical_section 類別相同的是，reader_writer_lock 類別代表讓渡給其他工作而非佔用它們的合作式互斥物件。

當某個必須寫入共用資源的執行緒取得讀取器/寫入器鎖定時，其他也必須存取該資源的執行緒就會被封鎖，直到寫入器釋放鎖定為止。 reader_writer_lock 類別是「寫入偏好設定」(Write-Preference) 鎖定的範例，這種鎖定會先解除封鎖等候中的寫入器，然後再解除封鎖等候中的讀取器。

與 critical_section 類別相同的是，reader_writer_lock 類別是不可重新進入的。 Concurrency::reader_writer_lock::lock 和 concurrency::reader_writer_lock::lock_read 方法擲回例外狀況型別的improper_lock如果由已經擁有鎖定的執行緒中呼叫。

注意事項
因為 reader_writer_lock 類別不可重新進入，所以您無法將唯讀鎖定升級至讀取器/寫入器鎖定，或將讀取器/寫入器鎖定降級至唯讀鎖定。執行上述其中一項作業會產生不明的行為。

方法和功能

下表列出 reader_writer_lock 類別所定義的重要方法。

方法	描述
鎖定	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，但是不封鎖。
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，但是不封鎖。
unlock	釋放鎖定。

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scoped_lock 和 scoped_lock_read

critical_section 和 reader_writer_lock 類別會提供巢狀 Helper 類別，可簡化您使用互斥物件的方式。 這些 Helper 類別稱為「範圍鎖定」(Scoped Lock)。

critical_section類別包含 concurrency::critical_section::scoped_lock 類別。 此建構函式會取得所提供之 critical_section 物件的存取權，而解構函式則釋放該物件的存取權。 reader_writer_lock類別包含 concurrency::reader_writer_lock::scoped_lock 類別，類似於critical_section::scoped_lock，不同之處在於它管理的寫入權限提供reader_writer_lock物件。 reader_writer_lock類別也包含 concurrency::reader_writer_lock::scoped_lock_read 類別。 這個類別會管理所提供之 reader_writer_lock 物件的讀取存取權。

當您以手動方式使用 critical_section 和 reader_writer_lock 物件時，範圍鎖定可提供許多優點。 一般而言，您會將範圍鎖定配置於堆疊上。 範圍鎖定會在終結時自動釋放其互斥物件的存取權。因此，您不會以手動方式解除鎖定基礎物件。 當函式包含多個 return 陳述式時，這種鎖定會很有用。 範圍鎖定也可以協助您撰寫無例外狀況之虞的程式碼。 當 throw 陳述式導致堆疊回溯時，就會呼叫任何作用中範圍鎖定的解構函式，因此一定會正確釋放互斥物件。

注意事項
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。這樣做可能會讓執行階段處於無效的狀態。

event

Concurrency::event 類別代表其狀態可以接收信號，或未收到信號的同步物件。 與用來保護共用資料之存取權的同步處理物件 (例如關鍵區段) 不同的是，事件會同步處理執行流程。

當某項工作已經完成另一項工作的內容時，event 類別就很有用。 例如，某項工作可能會通知另一項工作，表示它已經從網路連接或檔案中讀取資料。

方法和功能

下表列出 event 類別所定義的許多重要方法。

方法	描述
wait	等候事件成為已收到信號。
set	將事件設定為已收到信號的狀態。
reset	將事件設定為未收到信號的狀態。
wait_for_multiple	等候多個事件成為已收到信號。

範例

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

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相關章節

• 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 所提供之同步處理資料結構的行為。

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  描述「並行執行階段」，它可以簡化平行程式設計工作，而且包含相關主題的連結。