Windows中进程同步互斥
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:
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。没什么好说的，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EnterCritical和LeaveCrticalSection必须是成对出现的!当然除非你是想故意死锁！
*/
LeaveCriticalSection(& _critical)
代码Demo
#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：
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 = CreateEvent（NULL,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ResetEvent（hEvnet），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，为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_0到WAIT_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fWaitAll为TRUE时）或是用以减去WAIT_OBJECT_0而得到发生通知的对象的索引（当fWaitAll为FALSE 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
);
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
#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：
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_0到WAIT_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 到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
);
DWORD dwDesiredAccess, // 访问标志
BOOL bInheritHandle, // 继承标志
LPCTSTR lpName // 互斥对象名
);
测试demo
#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;
}
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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信号量（Semaphores）
信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。在用CreateSemaphore（）创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1，只要当前可用资源计数是大于0的，就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore（）函数将当前可用资源计数加1。在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。
PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。
P操作 申请资源：
（1）S减1；
（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；
（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V操作 释放资源：
（1）S加1；
（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；
（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。
信号量包含的几个操作原语：
CreateSemaphore（） 创建一个信号量
OpenSemaphore（） 打开一个信号量
ReleaseSemaphore（） 释放信号量
WaitForSingleObject（） 等待信号量