奇安信攻防社区-线程同步的八种利用方法小结

线程同步的八种利用方法小结

分享者才是学习中最大的受益者！！

线程同步
====

前言
--

线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作， 其他线程才能对该内存地址进行操作，而其他线程又处于等待状态

简单来说，就是线程之间的协调，线程之间的协同、协助、互相配合完成工作。

一、等待函数
------

### 解决的问题

问题一：不同线程函数的执行必须有先后顺序

问题二：同一线程函数中一段代码必须作为一个单元执行

### 简单的案例

![image-20211125203046330](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-ad6053ba1633b430e89e7dd2d2c6ae57e2ed6419.png)

### 等待函数

```php
DWORD WaitForSingleObject( 
    HANDLE hHandle, //对象句柄 
    DWORD dwMilliseconds //等待时间,毫秒为单位,INFINITE一直等待 
);
```

**hHandle**：Event、Job、Memory resource notification、Mutex、Process、 Semaphore、Thread、Waitable timer等

返回值的结果：

**WAIT\_ABANDONED 0x00000080**：当hHandle为mutex时，如果拥有mutex的线程在结束时没有释放内核对象会返回此返回值。

**WAIT\_OBJECT\_0 0x00000000** ：指定的对象发出有信号状态

**WAIT\_TIMEOUT 0x00000102**：等待超时

**WAIT\_FAILED 0xFFFFFFFF** ：出现错误，可通过GetLastError得到错误代码

等待多个对象

```php
DWORD WaitForMultipleObjects( 
    DWORD dwCount, //等待线程数量(最多MAXIMUM_WAIT_OBJECTS个，windows定义为64) 
    CONST HANDLE* phObjects, //线程句柄数组指针 
    BOOL fWaitAll, //是否等待全部 
    DWORD dwMilliseconds //等待时间INFINITE
); 
```

当参数fWaitAll为TRUE时，若所有线程均变为已通知状态则函数返回值为`WAIT_OBJECT_0`

当参数fWaitAll为FALSE时，返回的值为线程内核对象数组的索引值

基本用法

```php
//定义两个全局的句柄，当然也可以定义成数组 
HANDLE hThread[2]; 
int main(void) {

//创建两个线程 
    hThread[0] = CreateThread(NULL, NULL, GetResult, NULL, 0, NULL); 
    hThread[1] = CreateThread(NULL, NULL, GetNum, NULL, 0, NULL);

//等待这两个线程执行完毕 
    WaitForMultipleObjects(2, hThread, TRUE, INFINITE); //关闭句柄 
    CloseHandle(hThread1); 
    CloseHandle(hThread2); 
    return 0; 
}
```

二、原子访问-原子操作
-----------

### 前言

避免多线程计算读写冲突

### InterLocked函数-递增

```php
LONG InterlockedIncrement(LONG volatile* Addend)
```

```php
LONGLONG InterlockedIncrement64(LONGLONG volatile* Addend)
```

参数

Addend：原子递增变量的指针。

返回值：变量递增后的值

### InterLocked函数-递减

```php
LONG InterlockedDecrement(LONG volatile* Addend)
```

```php
LONGLONG InterlockedDecrement64(LONGLONG volatile* Addend)
```

参数：

Addend：原子递减变量的指针。

返回值：变量递减后的值

### InterLocked函数-加/减法

```php
LONG InterlockedExchangeAdd(LONG volatile* Addend, LONG Value)
```

```php
LONGLONG InterlockedExchangeAdd64( 
    LONGLONG volatile* Addend, 
    LONGLONG Value
)
```

参数：

Addend：原子加法变量的指针

Value：变量

返回值：变量变化后的值

### InterLocked函数-变量赋值

```php
LONG InterlockedExchange(LONG volatile* Addend, LONG Value)
```

```php
LONGLONG InterlockedExchange64( 
    LONGLONG volatile* Addend, 
    LONGLONG Value
)
```

参数：

Addend：原子操作变量的指针。

Value：给Addend赋值的值。

返回值：变量**变化前**的值

### InterLocked函数-指针赋值

```php
PVOID InterlockedExchangePointer(PVOID volatile *Target, PVOID Value);
```

参数：

Target：二重指针，需要替换的二重指针的值。

Value：用该地址值替换Target中的地址。

返回值：Target在被替换前的地址值

### InterLocked函数-比较赋值

```php
LONG InterlockedCompareExchange( 
    LONG* Destination, 
    LONG ExChange, 
    LONG Comperand 
);
```

参数：

Destination：需要替换的变量地址。

ExChange：给Destination赋值的值。

Comperand：需要比较的值，如果与Destination相同，则替换。

返回值：**变化前**的值

```php
LONGLONG InterlockedCompareExchange64 ( 
    LONGLONG volatile *Destination, 
    LONGLONG Exchange, 
    LONGLONG Comparand 
);
```

参数：

Destination：需要替换的变量地址。

ExChange：给Destination赋值的值。

Comperand：需要比较的值，如果与Destination相同，则替换。

返回值：**变化前**的值

### InterLocked函数-比较指针赋值

```php
PVOID InterlockedCompareExchangePointer( 
    PVOID *Destination , 
    PVOID Exchange , 
    PVOID Comparand 
);
```

参数：

Destination：需要替换的指针的地址。

ExChange：给Destination赋值的值。

Comperand：需要比较的值，如果与Destination相同，则替换。

返回值：**变化前**的值

### 位运算

#### 与运算

```php
SHORT InterlockedAnd16(SHORT volatile *Destination, SHORT Value); 
LONG InterlockedAnd(LONG volatile *Destination, LONG Value); 
LONGLONG InterlockedAnd64(LONGLONG volatile *Destination, LONGLONG Value);
```

参数：

Destination：与Value做按位与运算，并保存结果。

Value：与Destination做按位与运算的值。

返回值：**变化前**的值。

#### 或运算

```php
SHORT InterlockedOr16(SHORT volatile *Destination, SHORT Value); 
LONG InterlockedOr(LONG volatile *Destination, LONG Value); 
LONGLONG InterlockedOr64(LONGLONG volatile *Destination, LONGLONG Value);
```

参数：

Destination：与Value做按位或运算，并保存结果。

Value：与Destination做按位或运算的值。

返回值：**变化前**的值

#### 异或运算

```php
SHORT InterlockedXor16(SHORT volatile *Destination, SHORT Value); 
LONG InterlockedXor(LONG volatile *Destination, LONG Value); 
LONGLONG InterlockedXor64(LONGLONG volatile *Destination, LONGLONG Value);
```

参数：

Destination：与Value做按位异或运算，并保存结果。

Value：与Destination做按位异或运算的值。

返回值：**变化前**的值

三、关键段-临界区
---------

```php
定义关键段:CRITICAL_SECTION cs;

初始化关键段:
    InitializeCriticalSection(&cs); | InitializeCriticalSectionEx; | InitializeCriticalSectionAndSpinCount

进入关键段:EnterCriticalSection(&cs);

离开关键段:LeaveCriticalSection(&cs);

销毁关键段:DeleteCriticalSection(&cs);
```

```php
初始化关键段: 
void InitializeCriticalSection( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection //关键段地址
);

销毁关键段: 
void DeleteCriticalSection( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection //关键段地址
);
```

```php
进入关键段:
void EnterCriticalSection( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection 
);

离开关键段:
void LeaveCriticalSection( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection 
);
```

### 简单的例子

```php
CRITICAL_SECTION g_cs; //定义 
int main(void) 
{ 
    InitializeCriticalSection(&g_cs); //初始化 
    HANDLE hThread[2];

hThread[0] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)ThreadProc, NULL, 0, NULL); hThread[1] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)ThreadProc, NULL, 0, NULL);

Sleep(1000); 
    g_bFlag = FALSE; 
    WaitForMultipleObjects(2, hThread, TRUE, INFINITE); 
    DeleteCriticalSection(&g_cs); //销毁
    CloseHandle(hThread[0]); 
    CloseHandle(hThread[1]); 
    printf("\ng_iCount1 = %d\n", g_iCount1); 
    printf("\ng_iCount2 = %d\n", g_iCount2); 
    return 0; 
}

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID *lparam) 
{ 
    EnterCriticalSection(&g_cs); //进入关键段
    while (g_bFlag) { 
        g_iCount1++; 
        g_iCount2++; 
    }
    LeaveCriticalSection(&g_cs); //离开关键段
    return 0; 
}
```

### 工作原理

等待状态，消耗系统资源

![image-20211126185744841](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-87acbf835c6ad7a29bb86d0ad9cbbdb2040d144c.png)

### 优化

在内核模式进行检测N次：关键段是否可用，而不会直接退出内核模式

当然，超过检测次数，还是要进入等待状态的

单核CPU无效

![image-20211126190002535](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-394d3bac00ed2614c3f5a1664f02875bc52fcd18.png)

在用户模式进行检测关键段

与CPU内核数量无关(推荐使用)

![image-20211126190229956](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-4219c04ec4b84ce47c59ad495cef9789ff3977dc.png)

初始化关键段

```php
BOOL InitializeCriticalSectionAndSpinCount( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection, //关键段地址
    DWORD dwSpinCount //检测次数
);
```

初始化关键段

```php
BOOL WINAPI InitializeCriticalSectionEx( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection, 
    DWORD dwSpinCount, 
    DWORD Flags //CRITICAL_SECTION_NO_DEBUG_INFO 不会显示debug信息
);
```

重新设置检测次数，返回值为设置前的检测次数

```php
DWORD SetCriticalSectionSpinCount( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection, 
    DWORD dwSpinCount 
); 
```

尝试进入关键段，关键段是否可用判断

```php
BOOL TryEnterCriticalSection( 
_Inout_ LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection 
);
```

### 可能的错误

关键段初始化：

InitializeCriticalSection(&amp;cs); 返回值void

1.内存不足时可能失败

2.线程首次争抢时产生事件内核对象可能失败

### 处理

关键段初始化：

```php
BOOL InitializeCriticalSectionAndSpinCount( 
    LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection, 
    DWORD dwSpinCount 
);
```

返回值可以判断关键段初始化是否成功

dwSpinCount：有效范围 0x00000000~0x00FFFFFF

dwSpinCount：初始化即生成事件对象，最高位设置为1

0x80000000~0x80FFFFFF

四、读写锁SRWLOCK
------------

### 前言

独占锁和共享锁中，**后者速度更快！！**

```php
定义读写锁:SRWLOCK sl;

初始化读写锁:InitializeSRWLock(&sl);

//比如写操作
        获取独占读写锁:AcquireSRWLockExclusive(&sl);

释放独占读写锁:ReleaseSRWLockExclusive(&sl);

不存在销毁读写锁的API

//比如读操作
        获取共享读写锁:AcquireSRWLockShared(&sl);

释放共享读写锁:ReleaseSRWLockShared(&sl);
```

### 初始化读写锁

```php
VOID InitializeSRWLock( 
    PSRWLOCK SRWLock 
);
```

### 进入独占锁

```php
VOID AcquireSRWLockExclusive(

PSRWLOCK SRWLock 
); 
```

### 释放独占锁

```php
VOID ReleaseSRWLockExclusive(

PSRWLOCK SRWLock 
);
```

### 进入共享锁

```php
VOID AcquireSRWLockShared(

PSRWLOCK SRWLock 
); 
```

### 释放共享锁

```php
VOID ReleaseSRWLockShared(

PSRWLOCK SRWLock 
);
```

### 简单的例子

```php
SRWLOCK g_sl; 
int main(void) { 
    InitializeSRWLock(&g_sl); 
    HANDLE hThread[3];

hThread[0] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)ThreadWrite, NULL, 0, NULL); hThread[1] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)ThreadWrite2, NULL, 0, NULL); hThread[2] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)ThreadRead, NULL, 0, NULL);

Sleep(1000); 
    g_bFlag = FALSE;

WaitForMultipleObjects(3, hThread, TRUE, INFINITE);

CloseHandle(hThread[0]); 
    CloseHandle(hThread[1]); 
    CloseHandle(hThread[2]);

printf("\n--g_iCount1 = %d\n", g_iCount1); 
    printf("\n--g_iCount2 = %d\n", g_iCount2);

return 0; 
}

DWORD WINAPI ThreadWrite(LPVOID *lparam) 
{ 
    while (g_bFlag) 
    { 
        AcquireSRWLockExclusive(&g_sl); 
        g_iCount1++; 
        g_iCount2++; 
        ReleaseSRWLockExclusive(&g_sl); 
    }
        return 0; 
}

DWORD WINAPI ThreadWrite2(LPVOID *lparam) 
{ 
    while (g_bFlag) 
    { 
        AcquireSRWLockExclusive(&g_sl); 
        g_iCount1++; 
        g_iCount2++; 
        ReleaseSRWLockExclusive(&g_sl); 
    }
    return 0; 
}

DWORD WINAPI ThreadRead(LPVOID *lparam) { 
    while (g_bFlag) 
    { 
        AcquireSRWLockShared(&g_sl); 
        printf("\ng_iCount1 = %d\n", g_iCount1); 
        printf("\ng_iCount2 = %d\n", g_iCount2);

ReleaseSRWLockShared(&g_sl); 
    }
    return 0; 
}

```

五、事件内核对象Event
=============

### 创建事件内核对象

内核对象可以共享

```php
HANDLE CreateEvent(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, //安全属性

BOOL bManualReset,

BOOL bInitialState,

LPCTSTR lpName //当前内核对象的名称
); 
```

重要参数：

bManualReset：手动重置(TRUE)，自动重置(FALSE)

bInitialState：初始状态(TRUE：已触发，FALSE：未触发)

微软提出的扩展函数

```php
HANDLE CreateEventEx( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, //安全属性

LPCTSTR lpName, //当前内核对象的名称

DWORD dwFlags,

DWORD dwDesiredAccess //权限访问
);
```

参数：

dwFlags两个参数 对应bManualReset，bInitialState

dwFlags：CREATE\_EVENT\_MANUAL\_RESET(1) ，CREATE\_EVENT\_INITIAL\_SET(2)

bManualReset ， bInitialState

### 打开事件内核对象

```php
HANDLE OpenEvent(

DWORD dwDesiredAccess,

BOOL bInheritHandle,

LPCTSTR lpName

);
```

### 设置事件内核对象，设置状态为已触发

```php
BOOL SetEvent(

HANDLE hEvent

);
```

### 设置事件内核对象，设置状态为未触发

**当我们把Event创建为自动重置时，Event执行完成后，系统会自动把Event状态重置为未触发状态**

```php
BOOL ResetEvent(

HANDLE hEvent

);
```

### 简单的例子

```php
HANDLE g_hEvent;

int main(void)

{

g_hEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); //自动重置,初态为未触发

SetEvent(g_hEvent); //触发事件对象

HANDLE hThread;

hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)BaoShu1, NULL, 0, NULL);

WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);

CloseHandle(g_hEvent);

CloseHandle(hThread);

return 0;

}

//线程运行完毕后自动设置为未触发

DWORD WINAPI BaoShu1(LPVOID *lparam)

{

WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE);

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

printf("1\n");

}

return 0;

}
```

六、可等待计时器WaitableTimer
---------------------

### 前言

```php
创建可等待计时器:CreateWaitableTimer

创建可等待计时器:CreateWaitableTimerEx

打开可等待计时器:OpenWaitableTimer

设置可等待计时器:SetWaitableTimer

取消可等待计时器:CancelWaitableTimer
```

### 创建可等待计时器

```php
HANDLE CreateWaitableTimer( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpTimerAttributes, 
    BOOL bManualReset, 
    LPCTSTR lpTimerName 
);
```

参数：

lpTimerAttributes: 安全属性设置

bManualReset: TRUE：手动重置

lpTimerName: 计时器名称，为了跨线程，跨进程

创建可等待计时器：

```php
HANDLE CreateWaitableTimerEx( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpTimerAttributes, //安全属性设置 
    LPCTSTR lpTimerName, //计时器名称
    DWORD dwFlags, 
    DWORD dwDesiredAccess //访问权限
);
```

参数：

dwFlags:

```php
CREATE_WAITABLE_TIMER_MANUAL_RESET(0x00000001)手动重置

0x00000000 自动重置
```

dwDesiredAccess：

![image-20211127174632825](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-49da1ee89d381594266868198f7d4d8222cc8882.png)

![image-20211127174705478](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-2183fa248de860a973d9305e1d3b5c4c7c30a9fb.png)

### 打开可等待计时器

```php
HANDLE OpenWaitableTimer( 
    DWORD dwDesiredAccess, //访问权限
    BOOL bInheritHandle, //是否可以继承句柄
    LPCTSTR lpTimerName //计时器名称
);
```

### 设置可等待计时器

```php
BOOL SetWaitableTimer( 
    HANDLE hTimer, //1.创建时的句柄  2.打开时的句柄
    const LARGE_INTEGER *pDueTime, //首次触发 
    LONG lPeriod, //触发频率间隔 
    PTIMERAPCROUTINE pfnCompletionRoutine, 
    LPVOID lpArgToCompletionRoutine, 
    BOOL fResume //是否提醒
);
```

LARGE\_INTEGER说明：

```php
typedef union _LARGE_INTEGER { 
    struct { 
        DWORD LowPart; 
        LONG HighPart; 
    };
    struct { 
        DWORD LowPart; 
        LONG HighPart; 
    } u; 
    LONGLONG QuadPart; 
} LARGE_INTEGER, *PLARGE_INTEGER;
```

pDueTime：首次触发时间

指定首次触发时间点：

```php
struct { 
    DWORD LowPart; 
    LONG HighPart; 
}; 
```

指定启动后触发间隔：LONGLONG QuadPart; 单位：100ns

1秒 = 1000毫秒 1毫秒 = 1000微秒 1微秒 = 1000纳秒(ns)

1秒 = 10000000 \* 100ns

```php
lPeriod:触发频率间隔，单位:毫秒，0:不频率性触发 
```

```php
pfnCompletionRoutine:APC函数 传入的是一个函数指针

APC (Asynchronous procedure call )异步过程调用函数 
```

```php
lpArgToCompletionRoutine:APC函数参数
```

### 取消可等待计时器

```php
BOOL CancelWaitableTimer( 
    HANDLE hTimer 
);
```

### 简单例子

```php
int main() 
{ 
    HANDLE hTimer = NULL;

LARGE_INTEGER liDueTime; 
    liDueTime.QuadPart = -50000000LL; //设置时间间隔
    hTimer = CreateWaitableTimer(NULL, TRUE, NULL); //创建可等待计时器,手动重置

if (NULL == hTimer) 
    { 
        printf("CreateWaitableTimer failed (%d)\n", GetLastError()); 
        return 1; 
    }

printf("Waiting for 5 seconds...\n");

if (!SetWaitableTimer(hTimer, &liDueTime, 0, NULL, NULL, 0)) //设置可等待计时器 
    { 
        printf("SetWaitableTimer failed (%d)\n", GetLastError()); 
        return 2; 
    }

if (WaitForSingleObject(hTimer, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0) 
        printf("WaitForSingleObject failed (%d)\n", GetLastError());

else printf("Timer was signaled.\n");

return 0; 
}
```

### 与用户计时器的差别

```php
用户计时器:需要在应用程序中使用大量的用户界面基础设施，消耗资源更多。

WM_TIMER优先级最低，只有当线程对象没有任何其它消息的时候才会被处理。
```

```php
可等待计时器:内核对象，可以多线程间共享，具备安全性。

如果计时器被触发且线程正在等待，那么系统将唤醒线程。
```

七、信号量semaphore
--------------

### 前言

```php
创建信号量:CreateSemaphore

创建信号量:CreateSemaphoreEx

打开信号量:OpenSemaphore

释放信号量:ReleaseSemaphore
```

### 创建信号量

```php
HANDLE CreateSemaphore( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, 
    LONG lInitialCount, 
    LONG lMaximumCount, 
    LPCTSTR lpName 
);
```

参数：

lpTimerAttributes: 安全属性设置

lInitialCount: 初始信号量资源数

lMaximumCount: 最大信号量资源数

lpName: 信号量名称

lInitialCount(初始信号量资源数 ) &lt;= lMaximumCount(最大信号量资源数 )

创建信号量

```php
HANDLE CreateSemaphoreEx( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, //安全属性
    LONG lInitialCount, //初始信号量资源数 
    LONG lMaximumCount, //最大信号量资源数 
    LPCTSTR lpName, //信号量名称
    DWORD dwFlags, //保留参数-0
    DWORD dwDesiredAccess //访问权限
);
```

参数：

dwDesiredAccess

![image-20211128123625542](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-81e81f2d9a4359173733ca6b829522cd05808a80.png)

![image-20211128130023065](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-200860a44d008102e5ed0ffabfc27cdcae7ec981.png)

### 打开信号量：

```php
HANDLE OpenSemaphore( 
    DWORD dwDesiredAccess, //访问权限
    BOOL bInheritHandle, //是否可以继承
    LPCTSTR lpName //信号量名称
);
```

### 释放信号量

用来分配资源

释放信号量是累加的，是一个增量

```php
BOOL ReleaseSemaphore( 
    HANDLE hSemaphore, //创建/打开信号量时的返回值
    LONG lReleaseCount, //释放信号量的大小
    LPLONG lpPreviousCount //可用信号量之前的大小
);
```

### 原理

![image-20211128130855233](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-76b9acfdf906a45dc06d7ee0ae32b4264c7a0909.png)

八、互斥量mutex/互斥体/互斥锁
------------------

### 前言

```php
创建互斥量:CreateMutex

创建互斥量:CreateMutexEx

打开互斥量:OpenMutex

释放互斥量:ReleaseMutex
```

### 创建互斥量

```php
HANDLE CreateMutex( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, 
    BOOL bInitialOwner, 
    LPCTSTR lpName 
);
```

参数：

lpTimerAttributes: 安全属性设置

bInitialOwner: 设置互斥量初始归属，TRUE：属于当前线程；FALSE：无归属，为触发状态

lpName: 互斥量名称

创建互斥量

```php
HANDLE CreateMutexEx( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, //安全属性设置 
    LPCTSTR lpName, //互斥量名称
    DWORD dwFlags, //设置互斥量初始归属
    DWORD dwDesiredAccess //访问权限
);
```

参数：

dwFlags: CREATE\_MUTEX\_INITIAL\_OWNER(0x00000001) 当前线程为所有者

0x00000000 当前无所有者

dwDesiredAccess：

![image-20211128142504415](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-dff358a50c05d39949612a2fb8d6d6947dee584a.png)

![image-20211128142517138](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-f81a1c4713c0dd44fa5d73447393bdc5adb34a39.png)

### 打开互斥量

```php
HANDLE OpenMutex( 
    DWORD dwDesiredAccess, 
    BOOL bInheritHandle, 
    LPCTSTR lpName 
);
```

### 释放互斥量

返回值是一个BOOL 类型

所以，可能会失败

```php
BOOL ReleaseMutex( 
    HANDLE hMutex 
);
```

### 简单例子

```php
HANDLE g_hMutex;

int main(void)

{

g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE, NULL); //FALSE:互斥量可触发,并且没有线程占用

HANDLE hThread;

hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)BaoShu, NULL, 0, NULL);

WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);

CloseHandle(g_hMutex);
    CloseHandle(hThread);

return 0; 
}

DWORD WINAPI BaoShu(LPVOID *lparam) 
{ 
    //等待互斥量资源
    WaitForSingleObject(g_hMutex, INFINITE);

for (int i = 0; i < 10; i++) 
    { 
        printf("1\n"); 
    }
    //释放互斥量资源
    ReleaseMutex(g_hMutex);
    return 0; 
}
```

### 原理

只有互斥量mutex和线程ID 挂钩

![image-20211128204607840](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-e74e4a6048610aff1fa523bcbf770b2795436c00.png)

比如

![image-20211128204906710](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-226ae8246dd0c250b72b1727dcf7d6ece3b9ffc5.png)

当占用互斥量的线程意外死亡？

操作系统本身是可以记录到mutex被哪一个线程所占用

如果线程意外死亡，系统就知道这个线程已经消失了

mutex就变成被遗弃的状态，再也没有办法释放它了

操作系统对象会将mutex的

引用计数置为0

当前线程ID置为0

使得mutex的资源变成一个可以利用的资源

其他系统就可以利用 mutex了，执行自己线程的逻辑

线程同步总结
------

### 八大类

![image-20211128225007994](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-4ba48eea086e37ed784ddb9b631044b8aa80c33b.png)

### 简单分类

分为用户模式 / 内核模式

尽量使用用户模式

内核模式的主要作用是跨进程

![image-20211128225107993](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-94c64bdba088911c7a2067c4e3978dcaebd05a17.png)

### 性能对比

![image-20211128225306807](https://shs3.b.qianxin.com/attack_forum/2021/12/attach-ddab475f148186514fd9809c8885e76c4c5c46db.png)

原子访问：使用起来简单方便，维护性好

### 其他线程同步函数

#### 等待界面程序

但是它对一些程序是没有用的

```php
DWORD WaitForInputIdle( 
    HANDLE hProcess, DWORD dwMilliseconds 
);
```

#### 等待消息处理

```php
DWORD MsgWaitForMultipleObjects( 
    DWORD nCount, 
    const HANDLE *pHandles, 
    BOOL bWaitAll, 
    DWORD dwMilliseconds, 
    DWORD dwWakeMask 
);
```

```php
DWORD MsgWaitForMultipleObjectsEx( 
    DWORD nCount, 
    const HANDLE *pHandles, 
    DWORD dwMilliseconds, 
    DWORD dwWakeMask, 
    DWORD dwFlags 
);
```

#### 边触发边等待-SignalObjectAndWait

```php
DWORD SignalObjectAndWait( 
    HANDLE hObjectToSignal, 
    HANDLE hObjectToWaitOn, 
    DWORD dwMilliseconds, 
    BOOL bAlertable 
);
```

参数：

hObjectToSignal: 将该对象置为触发状态，必须是互斥量、信号量或者事件

hObjectToWaitOn: 等待该对象互斥量、信号量、事件、计时器、进程、线程、 作业、控制台输入及变更通知。

bAlertable: 表示当线程处于等待状态的时候，是否能够对添加到队列中的异步过程调用进行处理

##### 场景

既需要将一个线程置为触发状态，又需要等另一个线程

向一个对象发送信号 等待

两者结合 就是两个线程的 原子操作

##### 前言

```php
DWORD SignalObjectAndWait( 
    HANDLE hObjectToSignal, 
    HANDLE hObjectToWaitOn, 
    DWORD dwMilliseconds, 
    BOOL bAlertable 
);
```

参数：

hObjectToSignal: 将该对象置为触发状态，必须是互斥量、信号量或者事件

hObjectToWaitOn: 等待该对象互斥量、信号量、事件、计时器、进程、线程、 作业、控制台输入及变更通知。

bAlertable: 表示当线程处于等待状态的时候，是否能够对添加到队列中的异 步过程调用进行处理。

##### 简单例子

```php
#include <Windows.h>
#include <process.h>
#include <stdio.h.>
#include <stdlib.h>

DWORD WINAPI sayhello(LPVOID *lparam);

HANDLE g_hEvent;

int main(void)
{
    g_hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL); //创建一个事件内核对象

HANDLE hThread;
    hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)sayhello, NULL, 0, NULL);

//之前的操作
    //SetEvent(g_hEvent);
    //WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);

SignalObjectAndWait(g_hEvent, hThread, INFINITE, TRUE);
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        printf("world\n");
    }

CloseHandle(hThread);

system("pause");
    return 0;
}

DWORD WINAPI sayhello(LPVOID *lparam)
{
    WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE);
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        printf("hello\n");
    }

return 0;
}
```

ok 就到这里  
希望可以帮到各位师傅！

发表于 2021-12-02 09:35:57
阅读 ( 5012 )
分类：漏洞分析

线程同步的八种利用方法小结

0 条评论