四種程序或執行緒同步互斥的控制方法

**：

最早的一篇原文：

四種程序或執行緒同步互斥的控制方法

1、臨界區:通過對多執行緒的序列化來訪問公共資源或一段**，速度快，適合控制資料訪問。

2、互斥量:為協調共同對乙個共享資源的單獨訪問而設計的。

3、訊號量:為控制乙個具有有限數量使用者資源而設計。

4、事件:用來通知執行緒有一些事件已發生，從而啟動後繼任務的開始。

臨界區（critical section）

互斥量（mutex）

互斥量跟臨界區很相似，只有擁有互斥物件的執行緒才具有訪問資源的許可權，由於互斥物件只有乙個，因此就決定了任何情況下此共享資源都不會同時被多個執行緒所訪問。當前佔據資源的執行緒在任務處理完後應將擁有的互斥物件交出，以便其他執行緒在獲得後得以訪問資源。互斥量比臨界區複雜。因為使用互斥不僅僅能夠在同一應用程式不同執行緒中實現資源的安全共享，而且可以在不同應用程式的執行緒之間實現對資源的安全共享。

互斥量包含的幾個操作原語：

createmutex（）建立乙個互斥量

openmutex（）開啟乙個互斥量

releasemutex（）釋放互斥量

waitformultipleobjects（）等待互斥量物件

同樣mfc為互斥量提供有乙個cmutex類。使用cmutex類實現互斥量操作非常簡單，但是要特別注意對cmutex的建構函式的呼叫

cmutex( bool binitiallyown = false, lpctstr lpszname = null, lpsecurity_attributes lpsaattribute = null)

不用的引數不能亂填，亂填會出現一些意想不到的執行結果。

訊號量（semaphores）

訊號量物件對執行緒的同步方式與前面幾種方法不同，訊號允許多個執行緒同時使用共享資源，這與作業系統中的pv操作相同。它指出了同時訪問共享資源的執行緒最大數目。它允許多個執行緒在同一時刻訪問同一資源，但是需要限制在同一時刻訪問此資源的最大執行緒數目。在用createsemaphore（）建立訊號量時即要同時指出允許的最大資源計數和當前可用資源計數。一般是將當前可用資源計數設定為最大資源計數，每增加乙個執行緒對共享資源的訪問，當前可用資源計數就會減1，只要當前可用資源計數是大於0的，就可以發出訊號量訊號。但是當前可用計數減小到0時則說明當前占用資源的執行緒數已經達到了所允許的最大數目，不能在允許其他執行緒的進入，此時的訊號量訊號將無法發出。執行緒在處理完共享資源後，應在離開的同時通過releasesemaphore（）函式將當前可用資源計數加1。在任何時候當前可用資源計數決不可能大於最大資源計數。

pv操作及訊號量的概念都是由荷蘭科學家e.w.dijkstra提出的。訊號量s是乙個整數，s大於等於零時代表可供併發程序使用的資源實體數，但s小於零時則表示正在等待使用共享資源的程序數。

p操作申請資源：

（1）s減1；

（2）若s減1後仍大於等於零，則程序繼續執行；

（3）若s減1後小於零，則該程序被阻塞後進入與該訊號相對應的佇列中，然後轉入程序排程。

v操作釋放資源：

（1）s加1；

（2）若相加結果大於零，則程序繼續執行；

（3）若相加結果小於等於零，則從該訊號的等待佇列中喚醒乙個等待程序，然後再返回原程序繼續執行或轉入程序排程。

訊號量包含的幾個操作原語：

createsemaphore（）建立乙個訊號量

opensemaphore（）開啟乙個訊號量

releasesemaphore（）釋放訊號量

waitforsingleobject（）等待訊號量

事件（event）

事件物件也可以通過通知操作的方式來保持執行緒的同步。並且可以實現不同程序中的執行緒同步操作。

訊號量包含的幾個操作原語：

createevent（）建立乙個事件

openevent（）開啟乙個事件

setevent（）回置事件

waitforsingleobject（）等待乙個事件

waitformultipleobjects（）　　　　　　　　等待多個事件

waitformultipleobjects 函式原型：

waitformultipleobjects（

in dword ncount, // 等待控制代碼數

in const handle *lphandles, //指向控制代碼陣列

in bool bwaitall, //是否完全等待標誌

in dword dwmilliseconds //等待時間

）引數ncount指定了要等待的核心物件的數目，存放這些核心物件的陣列由lphandles來指向。fwaitall對指定的這ncount個核心物件的兩種等待方式進行了指定，為true時當所有物件都被通知時函式才會返回，為false則只要其中任何乙個得到通知就可以返回。 dwmilliseconds在這裡的作用與在waitforsingleobject（）中的作用是完全一致的。如果等待超時，函式將返回 wait_timeout。

總結：

1．互斥量與臨界區的作用非常相似，但互斥量是可以命名的，也就是說它可以跨越程序使用。所以建立互斥量需要的資源更多，所以如果只為了在程序內部是用的話使用臨界區會帶來速度上的優勢並能夠減少資源佔用量。因為互斥量是跨程序的互斥量一旦被建立，就可以通過名字開啟它。

2．互斥量（mutex），訊號燈（semaphore），事件（event）都可以被跨越程序使用來進行同步資料操作，而其他的物件與資料同步操作無關，但對於程序和執行緒來講，如果程序和執行緒在執行狀態則為無訊號狀態，在退出後為有訊號狀態。所以可以使用waitforsingleobject來等待程序和執行緒退出。

3．通過互斥量可以指定資源被獨佔的方式使用，但如果有下面一種情況通過互斥量就無法處理，比如現在一位使用者購買了乙份三個併發訪問許可的資料庫系統，可以根據使用者購買的訪問許可數量來決定有多少個執行緒/程序能同時進行資料庫操作，這時候如果利用互斥量就沒有辦法完成這個要求，訊號燈物件可以說是一種資源計數器。

關於更詳細的一篇介紹，請看這裡：

win32 多執行緒的效能（win32 multithreading performance）：

譯文：原文：

四種程序或執行緒同步互斥的控制方法

四種程序或執行緒同步互斥的控制方法

四種程序或執行緒同步互斥的控制方法

四種執行緒間同步的方法及兩種程序間同步的方法

相關推薦