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MFC 線程同步進階：跨進程資源共享的互斥量實作

編輯：關於VC++

當多線程同步需求跨越進程邊界時，臨界區便無法滿足需求。互斥量是 Windows 提供的核心同步物件，不僅支援單一進程內線程同步，更能實現跨進程的資源共享保護。本文深入解析 MFC CMutex 類的使用機制，並對比臨界區的異同，幫助開發者選擇適合的同步策略。

互斥量與臨界區的核心差異

特性	臨界區	互斥量
跨進程同步	不支援	支援（命名互斥量）
效能開銷	極低（用戶模式）	較高（核心模式轉換）
等待機制	自旋鎖 + 核心事件	核心調度器管理
擁有權檢查	無	支援（僅擁有者可釋放）
遺棄處理	無	WAIT_ABANDONED 通知

CMutex 與 CSingleLock 的協作模式

MFC 要求使用 CSingleLock 或 CMultiLock 來管理互斥量的鎖定/釋放，這是 RAII 模式的體現：

#include "afxmt.h"

class CDataArray
{
private:
    int iArray[10];
    CMutex Mutex;  // 互斥量物件

public:
    CDataArray() {}
    ~CDataArray() {}
    void SetData(int iValue);
    void GetDataArray(int aArray[10]);
};

// 使用 CSingleLock 實現自動鎖定/釋放
void CDataArray::SetData(int iValue)
{
    CSingleLock SingleLock(&Mutex);  // 建構時自動嘗試鎖定
    SingleLock.Lock();               // 明確鎖定（建構函數預設不鎖定）
    
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        iArray[i] = iValue;
    
    // 解構時自動呼叫 Unlock()，確保異常安全
}

void CDataArray::GetDataArray(int aArray[10])
{
    CSingleLock SingleLock(&Mutex);
    SingleLock.Lock();
    
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        aArray[i] = iArray[i];
}

跨進程同步的關鍵：命名互斥量

實現跨進程同步需在建構互斥量時指定名稱：

// 建立命名互斥量，第二個參數為初始擁有權，第三個為名稱
CMutex Mutex(FALSE, "Global\\MySharedMutex");  

// 其他進程使用相同名稱開啟既有互斥量
CMutex Mutex(FALSE, "Global\\MySharedMutex");

注意：命名互斥量名稱建議加上 "Global\\" 前綴以確保跨會話可見性，且需處理 ERROR_ALREADY_EXISTS 以區分建立者與開啟者。

互斥量的特殊優勢：遺棄偵測

若擁有互斥量的線程意外終止未釋放，下一個等待線程將獲得 WAIT_ABANDONED 狀態碼，可藉此偵測並修復可能受損的共享資料：

CSingleLock lock(&Mutex);
DWORD result = lock.Lock(INFINITE);

if (result == WAIT_ABANDONED)
{
    // 前一擁有者異常終止，共享資料可能處於不一致狀態
    // 執行資料驗證與修復邏輯
    RepairSharedData();
}