VC++多線程同步(一) Mutex互斥量

      一 、同步機制的引入目的是為了解決三個主要問題

1為了控制線程之間共享資源的同步訪問,保證共享資源的完整性.(比如一個線程正在更新一個數據,而另外一個線程正在讀取該數據,那么就不知道該數據是新的還是舊的,為了避免這種狀況的發生)

2確保線程之間的動作，以制定的次序發送，例如一個線程的觸發，需要另外一個線程的結果，作為條件。

3為了控制某一個共享資源的最大訪問量，例如我們同時只能處理5個客戶的請求，這時候，我們需要放到隊列進行等待。

                  二、同步概念就是等待

WIN32  提供了API 等待函數

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle,DWORD dwMilliseconds);

參數1 :hHandle對象句柄. 可以制定一系列的對象,如

Event（事件）,Mutex(互斥),Seamphore(信號)Thread(線程)等

參數2:dwMilliseconds 定時時間間隔 單位milliseconds(毫秒)

1如果指定一個非零值,函數處于等待狀態,直到hHandle標記的對象被觸發,  或者時間到了.

2如果dwMilliseconds為0,對象沒有被觸發信號,函數不會進入一個等待狀態,它立即返回.

3如果dwMilliseconds為INFINITE,對象被觸發,信號,函數才會返回,大部分情況下只使用INFINITE這個宏.

這個函數是一個堵塞的函數,意味著,只有這個函數運行完成才進行返回.因此他是一個同步的函數.

返回值:

DWORD dw = WaitForSingleObject(hProcess,5000)

{

        //在指定之間內,代表等待成功,觸發了對象。

        case WAIT_OBJECT_0:

            //相應操作

        break;

        //等待時間結束,對象沒觸發,沒有成功 說明超時了

       case WAIT_TIMEOUT:

           //相應操作

        break;

        //發生了一些錯誤 ,可以線程句柄是NULL

        case WAIT_FAILED:

        //相應操作

        break;

}

           三、Mutex互斥量對象(同步對象)

作用:

1 用于確保一個線程獨占對于一個資源的訪問

2 包含一個使用計數器，線程ID，以及一個遞歸計數

3 線程的id用來標識當前占用這個互斥量的是系統中的哪個線程

4 遞歸計數器表示這個線程占用該互斥量的次數

5 互斥量是使用最為頻繁的內核對象之一

主要是當某個共享資源被某個,線程進行加鎖操作后,其他的線程就無法訪問該資源,進行讀寫.

1創建互斥量對象:

CreateMutex函數功能是建立互斥體對象,返回的就是這個對象

HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, //指向安全屬性的指針

BOOL bInitialOwner //初始化互斥對象所有者

LPCTSTR lpName //指向互斥對象名的

)

參數1正常情況下使用NULL，如果我們使用跨進錯的訪問。

參數2 通常為FALSE,那么線程ID和遞歸計數器,都被設置為0.

參數3 指定互斥體對象名字,如果以及存在擁有這個,名字的一個事件,則打開現有的已命名互斥體,這個名字可能不予現有的事件,信號機,可等待計時器或文件映射相符。

通常用法:HANDLE Mutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NUKL);

2釋放互斥量對象:

ReleaseMutex函數

BOOL WINAPI ReleaseMutex(

HANDLE hMutex);

hMutex: 互斥對象的句柄

作用:這個函數會將對象的遞歸計數器減1,如果線程成功的等待了互斥量對象不止一次,那么線程必須調用release相同的次數

才能使對象的遞歸計數器變為0.當遞歸計數器為0時,函數還將線程ID設為0,使互斥量處于觸發狀態.

我們發現互斥量對象的遞歸計數器和id創建的時候就是0(也就是處于觸發狀態),那什么時候會增加使他非觸發狀態.

3整個互斥量的操作流程:  (加鎖和解鎖流程)

假設：有一個全局的文件指針,同時又有多個線程,需要對該文件 指針進行讀寫,但是,為了保證資源的完整性,我們在同一時刻,

只允許一個線程進行讀寫操作。

加鎖:

為了獲得對被保護的資源的訪問權,線程要調用一個等待函數并轉入前面創建的互斥量句柄,在內部,等待函數會檢查線程ID是否為0(如果為0也就是觸發狀態)如果為0，那么函數會把互斥量句柄中的線程ID設為當前調用線程的ID,(只有這個加鎖的線程,才

允許對資源進行讀寫訪問操作 。)并把遞歸計數器設為1,此時

互斥量就處于非觸發狀態,對互斥量的線程id賦值和遞歸計數器增加,都是原子操作的,所謂的原子操作,就是指操作系統保證在完成原子操作之前,不進行線程的切換,然后當前線程繼續運行。

解鎖:

假設某一個線程成功的得到了互斥量,線程就知道自己獨占了對受保護的資源的訪問權, 那么任何視圖通過等待互斥量,來獲得

對資源的訪問權的線程,將進入等待狀態,很重要的一點是:當線程進入等待狀態后,是不消耗Cpu時鐘頻率的.當獨占線程對資源

操作完后, 必須調用ReleaseMutex函數(釋放)來將互斥量的遞歸計數器減1 ,如果遞歸計數器的值為0的話,那么還會將線程id

設置為0，這樣互斥量又處于觸發狀態了。

互斥量的注意點:

1線程id和遞歸計數器遞增只能在wait(等待)函數中操作.

2必須要調用release函數,否則會一直遞增導致死鎖。