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我目前正在使用 Allegro 跨平台库开始开发 C 语言独立游戏。我想我会将诸如输入、声音、游戏引擎和图形之类的东西分离到它们自己独立的线程中，以提高程序的健壮性。没有任何多线程经验，我的问题是：

如果我在内存中有一段数据（例如，指向数据结构的指针），一个线程可以随意写入它，另一个线程随意读取它，还是每个线程都必须使用互斥锁锁定内存，然后读取或写入，然后解锁？

特别是，我在考虑游戏引擎和视频渲染器之间的交互。（这是二维的。）我的计划是让引擎处理用户输入，然后将适当的音频和视频输出到扬声器和监视器。我在想我会有一个指向要在屏幕上绘制的下一个位图的全局指针，游戏引擎和渲染器的代码将是这样的：

ALLEGRO_BITMAP *nextBitmap;
boolean using;

void GameEngine ()
  {

  ALLEGRO_BITMAP *oldBitmap;

  while (ContinueGameEngine())
    {
    ALLEGRO_BITMAP *bitmap = al_create_bitmap (width, height);
    MakeTheBitmap (bitmap);
    while (using) ; //The other thread is using the bitmap. Don't mess with it!
    al_destroy_bitmap (nextBitmap);
    nextBitmap = bitmap;
    }

  }

void Renderer ()
  {

  while (ContinueRenderer())
    {
    ALLEGRO_BITMAP *bitmap = al_clone_bitmap (nextBitmap);
    DrawBitmapOnScreen (bitmap);
    }

  }

这似乎不稳定......也许在调用时会发生一些事情，al_clone_bitmap但我不太确定如何处理这样的事情。我会在位图上使用互斥锁，但互斥锁似乎需要时间来锁定和解锁，我希望这两个线程（尤其是游戏引擎线程）尽可能快地运行。我还阅读了一种称为条件的东西，但我完全不知道条件将如何适用或有用，尽管我确信它们是。有人可以指点我关于互斥锁和条件的教程（最好是 POSIX，而不是 Windows），这样我就可以尝试解决所有这些问题吗？

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4 回答 4

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如果我在内存中有一段数据（例如，指向数据结构的指针），一个线程随意写入它而另一个线程随意读取它是否可以？

答案是“视情况而定”，这通常意味着“否”。

根据您正在写入/读取的内容以及程序的逻辑，如果您尝试在不同步的情况下进行写入和读取，并且您不确定写入和读取是否是原子的，则可能会导致疯狂的结果或损坏.

所以你应该只使用互斥锁，除非：

  1. 您绝对确定写入和读取是原子的，并且您绝对确定一个线程只在读取（理想情况下，您会使用某种特定的对原子操作的支持，例如InterlockedWinAPI 中的函数族）。
  2. 您绝对需要从不锁定中获得微小的性能提升。

还值得注意的是，如果您使用自旋锁while (using);，您的构造会更加可靠、正确，甚至可能性能更好（同样，如果您绝对确定需要自旋锁，而不是互斥锁）。

于 2012-12-20T07:30:24.760 回答
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您需要的工具称为原子操作，它将确保读取器线程仅读取另一个线程写入的整个数据。如果您不使用此类操作，则可能仅读取部分数据，因此读取的内容可能对您的应用程序毫无意义。

新标准 C11 有这些操作，但尚未广泛实施。但是许多编译器应该具有实现这些的扩展。例如 gcc 有一系列以__sync前缀开头的内置函数。

于 2012-12-20T08:17:38.030 回答
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“google”中有很多手册页。寻找他们。我在几分钟内找到了http://www.yolinux.com/TUTORIALS/LinuxTutorialPosixThreads.html ：

此外，从一个很小的例子开始，增加了难度。首先可以创建和终止线程，线程返回，线程sincronization。继续使用 posix 互斥锁和条件并理解所有这些术语。

一个重要的文档提要是 linux 手册和信息页面。

祝你好运

于 2012-12-20T07:29:44.197 回答
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如果我在内存中有一段数据（例如，指向数据结构的指针），一个线程可以随意写入，另一个线程可以随意读取，还是每个线程都必须使用互斥锁锁定内存，然后读取或写入，然后解锁？

如果您在内存中有两个不同线程正在读取和写入的数据部分，则这称为临界区，并且是消费者和生产者的常见问题。

有很多资源可以解决这个问题：

但是是的，如果您要使用两个不同的线程来读取和写入，则必须实现互斥锁或其他形式的锁定和解锁的使用。

于 2018-02-11T19:39:00.023 回答