等到另一个进程锁定然后解锁 Win32 互斥锁

Posted 2023-02-16

【中文标题】等到另一个进程锁定然后解锁 Win32 互斥锁

【英文标题】：Waiting until another process locks and then unlocks a Win32 mutex

【发布时间】：2014-11-26 19:21:18

【问题描述】：

我试图判断生产者进程何时访问共享的 Windows 互斥锁。发生这种情况后，我需要锁定同一个互斥体并处理相关数据。 Windows 中是否有内置方法可以做到这一点，没有一个荒谬的循环？

我知道这样做的结果可以通过在生产者进程中创建自定义 Windows 事件来实现，但我想尽可能避免更改此程序代码。

我相信会起作用（以一种非常低效的方式）是这样的（注意：这不是我的真实代码，我知道这有 10 种不同的事情非常错误；我想避免做这样的事情） ：

#include <Windows.h>

int main() 
    HANDLE h = CreateMutex(NULL, 0, "name");
    if(!h) return -1;

    int locked = 0;
    while(true) 
        if(locked) 
            //can assume it wont be locked longer than a second, but even if it does should work fine
            if(WaitForSingleObject(h, 1000) == WAIT_OBJECT_0) 
                // do processing...
                locked = 0;
                ReleaseMutex(h);
            
        // oh god this is ugly, and wastes so much CPU...
         else if(!(locked = WaitForSingleObject(h, 0) == WAIT_TIMEOUT)) 
            ReleaseMutex(h);
        
    
    return 0;

如果出于某种原因使用 C++ 有更简单的方法，我的代码实际上就是这样。这个例子在 C 中更容易构建。

【问题讨论】：

也使用事件 (CreateEvent)，生产者可以设置它，让您的其他进程知道是时候处理数据了。

其实根据生产者的写法，你的代码可能会死锁。

这是一种根本性的破坏方法。您不仅会烧掉 100% 的内核，还可能完全错过看到另一个线程实际获取和释放互斥锁的情况。没有办法，你需要重新设计你的方法。

我知道这种方法很糟糕。事件会更好100％。但我想完全避免更改生产者代码。我的问题可能措辞不好。我的意思是，是否有一种方法可以判断互斥锁何时被锁定/解锁，而无需像我给出的示例那样做一些愚蠢的事情。

您可以检查“关联数据”以查看是否有任何变化，而不是检查互斥锁？您已经有了“处理”，所以我假设您可以访问生成的数据。问题是，数据是什么形式的，你能检测出是否产生了新数据吗？如果您认为产生了新数据，您可以获取互斥体并处理数据。

【参考方案1】：

如果需要高效共享，您将无法避免更换生产者。你的设计存在根本缺陷。

生产者需要能够在数据准备好被消费时向消费者发出信号，并确保它在忙于消费时不会改变数据。你不能单独使用一个互斥锁来做到这一点。

最好的方法是让生产者在数据准备好时设置一个事件，并让消费者在数据被消费后重置事件。 仅使用互斥锁来同步对数据的访问，而不是发出数据准备就绪的信号。

#include <Windows.h>

int main()

    HANDLE readyEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, "ready");
    if (!readyEvent) return -1;

    HANDLE mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "name");
    if (!mutex) return -1;

    while(true)
    
        if (WaitForSingleObject(readyEvent, 1000) == WAIT_OBJECT_0)
        
            if (WaitForSingleObject(mutex, 1000) == WAIT_OBJECT_0)
            
                // process as needed...
                ResetEvent(readyEvent);
                ReleaseMutex(mutex);
            
        
    

    return 0;

如果您无法更改生产者以使用事件，那么至少为数据本身添加一个标志。生产者可以锁定互斥体，更新数据和标志，以及解锁互斥体。然后，消费者必须定期锁定互斥锁，检查标志并在标志设置时读取新数据，重置标志并解锁互斥锁。

#include <Windows.h>

int main()

    HANDLE mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "name");
    if (!mutex) return -1;

    while(true)
    
        if (WaitForSingleObject(mutex, 1000) == WAIT_OBJECT_0)
        
            if (ready)
            
                // process as needed...
                ready = false;
            
            ReleaseMutex(mutex);
        
    

    return 0;

因此，无论哪种方式，您的逻辑都必须在生产者和消费者中进行调整。

否则，如果你根本改变不了生产者，那你只能单独改变消费者，简单地周期性地检查数据是否有变化：

#include <Windows.h>

int main()

    HANDLE mutex = CreateMutex(NULL, 0, "name");
    if (!mutex) return -1;

    while(true)
    
        if (WaitForSingleObject(mutex, 1000) == WAIT_OBJECT_0)
        
            // check data for changes
            // process new data as needed
            // cache results for next time...
            ReleaseMutex(mutex);
        
    

    return 0;

【讨论】：

所以我听到的是，如果我不想做傻事，我就无法避免更换制作人。知道了。你是什​​么意思使用信号量来支持多个客户端的事件（如果我要更改生产者，我不妨做对）？

【参考方案2】：

棘手。我要回答底层的问题：内存是什么时候写的？

这可以通过四步解决方案来观察：

在被监视的进程中注入一个 DLL 为STATUS_GUARD_PAGE_VIOLATION 添加向量异常处理程序 在 2 MB 内存范围内设置保护页位（发现这可能是一个挑战） 从向量异常处理程序，通知您的进程并重新建立保护位（一次性）

如果图像总是完全重写，您可能只需要一个保护页。