Windows 临界区CRITICAL_SECTION,内核事件Event,互斥量Mutex,信号量Semaphore

http://www.cnblogs.com/vieri122/archive/2009/09/10/1564104.html

Windows 临界区,内核事件,互斥量,信号量。

临界区,内核事件,互斥量,信号量,都能完成线程的同步,在这里把他们各自的函数调用,结构定义,以及适用情况做一个总结。

. 临界区 CRITICAL_SECTION:

适用范围:它只能同步一个进程中的线程,不能跨进程同步。一般用它来做单个进程内的代码快同步,效率比较高。

相关结构:CRITICAL_SECTION _critical

相关方法:

// 初始化,最先调用的函数。一般windows编程都有类似初始化的方法

InitializeCriticalSection(& _critical)

// 释放资源,确定不使用_critical时调用,一般在程序退出的时候调用。

// 如果以后还要用_critical,则要重新调用InitializeCriticalSection

DeleteCriticalSection(& _critical)

// 把代码保护起来。调用此函数后,他以后的资源其他线程就不能访问了。

EnterCriticalSection& _critical

// 离开临界区,表示其他线程能够进来了。

// 注意EnterCriticalLeaveCrticalSection必须是成对出现的!当然除非你是想故意死锁!

LeaveCriticalSection(& _critical)

例子:

临界区

#include "stdafx.h"

int thread_count = 0;

/*Mutex mutex1;*/

CRITICAL_SECTION g_cs;

DWORD CALLBACK thread_proc(LPVOID params)

{

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

{

//synchronized(mutex1)

EnterCriticalSection(&g_cs);

{

for(char c = 'A'; c <= 'Z'; ++c)

{

printf("%c",c);

}

printf("/n");

}

LeaveCriticalSection(&g_cs);

}

thread_count--;

return 0;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

InitializeCriticalSection(&g_cs);

thread_count = 4;

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

while (thread_count)

Sleep(0);

getchar();

DeleteCriticalSection(&g_cs);

return 0;

. 内核事件Event

适用范围:多用于线程间的通信,可以跨进程同步。

相关结构: HANDLE hEvent;

相关方法:

// 初始化方法,创建一个事件对象,第一个参数表示安全属性,一般情况下,

// 遇到这类型的参数直接给空就行了,第二个参数是否是人工重置。(内核时间有两种工作模式:

// 人工重置和自动重置。其区别会在下面提到。)。第三个参数是初始状态,第四个参数事件名称。

hEvent = CreateEventNULL,FALSE,FALSE,NULL);

// 等待单个事件置位,即线程会在这个函数阻塞直到事件被置位,SetEvent

// 如果是自动重置事件,则在此函数返返回后系统会自动调用ResetEventhEvnet),

// 重置事件,保证其他线程不能访问。

// 如果是人工重置事件,则在此函数返回以后,系统的其他线程能继续访问。

// 第二个参数说明等待事件,INIFINET表示一直等待。

WatiForSingleObject(hEvent, INIFINET)

// 置位事件,只要使事件置位线程才能进去访问。即WatiForSingleObject(hEvent, INIFINET)才返回

SerEvent(hEvent);

// 重置事件,使得WatiForSingleObject()不返回

ResetEvent(hEvent)

// 等待多个事件对象。参数nCount指定了要等待的内核对象的数目,存放这些内核对象的数组由lpHandles

// 来指向。fWaitAll对指定的这nCount个内核对 象的两种等待方式进行了指定,

// TRUE时当所有对象都被通知时函数才会返回,为FALSE则只要其中任何一个得到通知就可以返回。

// dwMilliseconds在这里的作用与在WaitForSingleObject()中的作用是完全一致的。如果等待超时,

// 函数将返回 WAIT_TIMEOUT。如果返回WAIT_OBJECT_0WAIT_OBJECT_0+nCount-1中的某个值,

// 则说明所有指定对象的状态均 为已通知状态(当fWaitAllTRUE时)或是用以减去WAIT_OBJECT_0

// 而得到发生通知的对象的索引(当fWaitAllFALSE 时)

WaitForMultiObjects(

DWORD nCount, // 等待句柄数

  CONST HANDLE *lpHandles, // 句柄数组首地址

BOOL fWaitAll, // 等待标志

DWORD dwMilliseconds // 等待时间间隔

)

// 打开一个命名的事件对象,可以用来跨进程同步

HANDLE OpenEvent(

DWORD dwDesiredAccess, // 访问标志

BOOL bInheritHandle, // 继承标志

LPCTSTR lpName // 指向事件对象名的指针

);

测试代码

内核事件

#include "stdafx.h"

/*#include "Mutex.h"*/

int thread_count = 0;

/*Mutex mutex1;*/

/*CRITICAL_SECTION g_cs;*/

HANDLE hEvent;

DWORD CALLBACK thread_proc(LPVOID params)

{

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

{

//synchronized(mutex1)

//EnterCriticalSection(&g_cs);

WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE);

{

for(char c = 'A'; c <= 'Z'; ++c)

{

printf("%c",c);

Sleep(1);

}

printf("/n");

}

SetEvent(hEvent);

//LeaveCriticalSection(&g_cs);

}

thread_count--;

return 0;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

//InitializeCriticalSection(&g_cs);

hEvent = CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);

SetEvent(hEvent);

thread_count = 4;

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

while (thread_count)

Sleep(0);

getchar();

//DeleteCriticalSection(&g_cs);

return 0;

}

. 互斥量Mutex

适用范围:可以跨进程同步,还可以用来保证程序只有一个实例运行(创建命名互斥量),也可以用来做线程间的同步

相关结构:HANDLE hMutex;

相关方法:

// 创建互斥量,初始化的工作

// 参数一为安全选项,一般为空

// 参数二表示当前互斥量是否属于某个线程,一般为空

// 参数三互斥量的名称,如果需要跨进程同步或者需要保证程序只有一个实例运行,

// 则需要设置,其他情况一般为空。

CreateMutex(NULL,FALSE,NULL)

WaitForSingleObject(hMutex, INIFINET); // 同事件对象

// 释放互斥量,以使得其他线程可以访问。

ReleaseMutex(hMutex)

// 在互斥对象通知引 起调用等待函数返回时,等待函数的返回值不再是通常的

// WAIT_OBJECT_0(对于WaitForSingleObject()函数)或是在

// WAIT_OBJECT_0WAIT_OBJECT_0+nCount-1之间的一个值(对于WaitForMultipleObjects()函 数),

// 而是将返回一个WAIT_ABANDONED_0(对于WaitForSingleObject()函数)

// 或是在WAIT_ABANDONED_0 WAIT_ABANDONED_0+nCount-1之间的一个

// 值(对于WaitForMultipleObjects()函数)。

WaitForMultiObjects(

DWORD nCount, // 等待句柄数

  CONST HANDLE *lpHandles, // 句柄数组首地址

BOOL fWaitAll, // 等待标志

  DWORD dwMilliseconds // 等待时间间隔

)

// 打开一个已经创建好了的命名互斥量,用于跨进程同步

HANDLE OpenMutex(

DWORD dwDesiredAccess, // 访问标志

BOOL bInheritHandle, // 继承标志

LPCTSTR lpName // 互斥对象名

);

测试demo

互斥量

#include "stdafx.h"

/*#include "Mutex.h"*/

int thread_count = 0;

/*Mutex mutex1;*/

/*CRITICAL_SECTION g_cs;*/

//HANDLE hEvent;

HANDLE hMutex;

DWORD CALLBACK thread_proc(LPVOID params)

{

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

{

//synchronized(mutex1)

//EnterCriticalSection(&g_cs);

WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);

//WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE);

//{

for(char c = 'A'; c <= 'Z'; ++c)

{

printf("%c",c);

Sleep(1);

}

printf("/n");

//}

//SetEvent(hEvent);

ReleaseMutex(hMutex);

//LeaveCriticalSection(&g_cs);

}

thread_count--;

return 0;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

//InitializeCriticalSection(&g_cs);

//hEvent = CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);

//SetEvent(hEvent);

hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);

thread_count = 4;

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

CreateThread(0, 0, thread_proc, 0, 0, 0);

while (thread_count)

Sleep(0);

getchar();

//DeleteCriticalSection(&g_cs);

return 0;

}

. 信号量Semaphore

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


CreateSemaphore是创建信号量。CreateSemaphore 创建一个信号量对象,在输入参数中指定初值和最大值,返回对象句柄
返回值
Long,如执行成功,返回信号机对象的句柄;零表示出错。会设置GetLastError。即使返回一个有效的句柄,但倘若它指出同名的一个信号机已经存在,那么GetLastError也会返回ERROR_ALREADY_EXISTS
参数:
lpSemaphoreAttributes是信号量的安全属性。
lInitialCount是初始化的信号量。
lMaximumCount是允许信号量增加到最大值。
lpName是信号量的名称
具体:
lpSemaphoreAttributes SECURITY_ATTRIBUTES,指定一个SECURITY_ATTRIBUTES结构,或传递零值(将参数声明为ByVal As Long,并传递零值)——表示采用不允许继承的默认描述符。该参数定义了信号机的安全特性
lInitialCount Long,设置信号机的初始计数。可设置零到lMaximumCount之间的一个值
lMaximumCount Long,设置信号机的最大计数
lpName String,指定信号机对象的名称。用vbNullString可创建一个未命名的信号机对象。如果已经存在拥有这个名字的一个信号机,就直接打开现成的信号机。这个名字可能不与一个现有的互斥体、事件、可等待计时器或文件映射的名称相符
注解
一旦不再需要,一定记住用CloseHandle关闭信号机的句柄。它的所有句柄都关闭以后,对象自己也会删除
一旦值大于零,信号机就会触发(发出信号)。ReleaseSemaphore函数的作用是增加信号机的计数。如果成功,就调用信号机上的一个等待函数来减少它的计数

OpenSemaphore: 打开并返回一个已存在的信号量对象句柄,用于后续访问
参数:
DWORD dwDesiredAccess, // 操作标志位,一般为SEMAPHORE_ALL_ACCESS
BOOL bInheritHandle, // 继承标志位,一般为FALSE
LPCTSTR lpName // 信号量对象名称


ReleaseSemaphore是增加信号量。释放对信号量对象的占用,使之成为可用。
参数:
hSemaphore是要增加的信号量句柄。
lReleaseCount是增加的计数,释放的个数。
lpPreviousCount是增加前的数值返回; 前一个计数的地址,一般为NULL

WaitForSingleObjects可在指定的时间内等待指定对象为可用状态,等待操作
参数:
HANDLE hHandle, // 等待的信号量的句柄
DWORD dwMilliseconds // 等待的时间,以毫秒为单位,如果永久等待,则为INFINITE

 

注意事项:所有的同步操作的必须成对存在,即锁一对象,一定要释放一个对象。但是如果在保护的代码快中发生异常,程序流程发生意外跳转而没有释放锁对象,导致程序进入死锁。所以在程序中必要的异常处理是必须的,但是C++中没有finally这样的关键字来保证不管是否发生异常都会执行的代码快。那怎么办呢?这就需要对C++的异常加一些小技巧来处理了......


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线程同步的三种方式(Mutex,Event,Critical
Section)


 

线程同步的三种方式:


互斥对象


事件对象


关键代码段


三者的比较:


n      
互斥对象和事件对象属于内核对象,利用内核对象进行线程同步,速度较慢,但利用互斥对象和事件对象这样的内核对象,可以在多个进程中的各个线程间进行同步。


n      
关键代码段是工作在用户方式下,同步速度较快,但在使用关键代码段时,很容易进入死锁状态,因为在等待进入关键代码段时无法设定超时值。


互斥对象:


HANDLE hMutex;               
//
全局变量


hMutex=CreateMutex(NULL,TRUE,NULL);


ReleaseMutex(hMutex);


       //在其他的线程中


       WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);


       需要同步的,访问共享资源的程序代码


       ReleaseMutex(hMutex);


CloseHandle(g_hEvent);


事件对象:


              HANDLE g_hEvent;                   
//全局变量


             
g_hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,"tickets");


              SetEvent(g_hEvent);


       //在其他的线程中


                    
WaitForSingleObject(g_hEvent,INFINITE);


                    
需要同步的,访问共享资源的程序代码


                     SetEvent(g_hEvent);     
//置事件为有信号状态(其他线程可以访问)


                                                       
//ResetEvent(g_hEvent)


//置事件为无信.//号状态(其他线程不可访问,只在该//线程内有效)


              CloseHandle(g_hEvent);


关键代码段:


              CRITICAL_SECTION g_cs;              
//全局变量


             
InitializeCriticalSection(&g_cs);          
//通常在类的构造函数中


       //在其他的线程中


                    
EnterCriticalSection(&g_cs);


需要同步的,访问共享资源的程序代码


LeaveCriticalSection(&g_cs);


DeleteCriticalSection(&g_cs);             
//
通常在类的析构函数中

 

 

 

posted @ 2012-05-21 13:11  Dragon.Spirit  阅读(557)  评论(0编辑  收藏  举报