windows多線程編程

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進程共同實現某個任務或者共用電腦資源, 它們之間存在兩種關係:

1.同步關係, 指為了完成任務的進程之間, 因為需要在某些位置協調它們的執行順序而等待, 傳遞訊息產生的制約關係.

2.互斥關係, 進程間因相互競爭使用獨佔型資源所產生的制約關係, 如一個進程使用印表機,另一個進程必須等待它使用完後才可使用.

 

 

臨界資源: 一次僅允許一個進程使(必須互斥使用)的資源, 如獨佔型硬體資源.....

臨界段: 指各進程必須互斥執行的程式段, 該程式段實施對臨界資源的操作.

 

關鍵區對象為:CRITICAL_SECTION 當某個線程進入關鍵區之後,其他線程將阻塞等待,直到該線程釋放關鍵區的擁有權.

 

#include <windows.h>#include <stdio.h> static int number=10;CRITICAL_SECTION CriticalSection; DWORD WINAPI ThreadOne(LPVOID lpParameter){    printf("視窗1售票開始:\n");    while(1)    {         EnterCriticalSection(&CriticalSection);           if(number>0)         {             printf("視窗1售出第%d張票...\n",number);             number--;             Sleep(1000);                 }         LeaveCriticalSection(&CriticalSection);         Sleep(100);    }    return 0;} DWORD WINAPI ThreadTwo(LPVOID lpParameter) {     printf("視窗2售票開始:\n");     while(1)     {         EnterCriticalSection(&CriticalSection);         if(number>0)         {             printf("視窗2售出第%d張票...\n",number);             Sleep(1000);             number--;         }         LeaveCriticalSection(&CriticalSection);         Sleep(100);     }     return 0; }   int main() {     HANDLE HOne,HTwo;     InitializeCriticalSection(&CriticalSection);     printf("***********************vpoet******************\n");     HOne=CreateThread(NULL,0,ThreadOne,NULL,0,NULL);     HTwo=CreateThread(NULL,0,ThreadTwo,NULL,0,NULL);     CloseHandle(HOne);     CloseHandle(HTwo);     while(TRUE)     {         if(number==0)         {             printf("不好意思,票賣完了!\n");             DeleteCriticalSection(&CriticalSection);             return 0;         }         else         {             continue;         }         }          return 0; }

 

 

訊號量機制: 由訊號量和P操作,V操作兩部分組成, 可以解決互斥與同步問題. 訊號量(s)為一個整型變數, 只能被兩個標準原語訪問, 分別記為P操作和V操作.

定義如下:

 P(s){     while s <= 0         ; //空操作          s = s - 1;  } V(s){    s =s + 1;}

 

 

 訊號量可以解決n個進程的臨界段問題, n個進程共用一個公開變數mutex, 其初值為 1 , 任意一個進程Pi的結果如下:

do{    P(mutex);    critical secition    V(mutex);    non critical secition}while(1);

 

 

訊號量也可以解決進程間同步問題.

 

利用訊號量解決線程同步問題

 #include <windows.h> #include <stdio.h>  static int number=10; HANDLE Sem;  DWORD WINAPI ThreadOne(LPVOID lpParameter) {     printf("視窗1售票開始:\n");     while(1)     {          // 訊號量 >  0, 減去 1          WaitForSingleObject(Sem,INFINITE);         if(number>0)         {             printf("視窗1售出第%d張票...\n",number);             number--;             Sleep(1000);                 }         // 訊號量  < 0 , 加上 1          ReleaseSemaphore(Sem,1,NULL);         Sleep(100);     }     return 0; } DWORD WINAPI ThreadTwo(LPVOID lpParameter) {     printf("視窗2售票開始:\n");     while(1)     {         WaitForSingleObject(Sem,INFINITE);         if(number>0)         {             printf("視窗2售出第%d張票...\n",number);             Sleep(1000);             number--;         }         ReleaseSemaphore(Sem,1,NULL);         Sleep(100);     }     return 0; }   int main() {     HANDLE HOne,HTwo;          printf("***********************vpoet******************\n");     HOne=CreateThread(NULL,0,ThreadOne,NULL,0,NULL);     HTwo=CreateThread(NULL,0,ThreadTwo,NULL,0,NULL);     //建立訊號量, 初始為 1 , 最大計數為 1      Sem=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL);     CloseHandle(HOne);     CloseHandle(HTwo);     while(TRUE)     {         if(number==0)         {             printf("不好意思,票賣完了!\n");             CloseHandle(Sem);             return 0;         }         else         {             continue;         }         }          return 0; }  

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訊號量的具體實現:與進程調度相結合, 消除忙等待現象.

基本思想:

在P操作迴圈等待的地方介入放棄處理機, 進入等待對了動作.

在V操作時, 從等待隊列中摘取進程變為就緒.

 

訊號量定義

typedef struct{       int:value;  一個數值型變數       struct process *L;一個PCB隊列       } SemaphoreSemaphore S;

 

 P操作

   P(S):      S.Value=S.value－1;              if S.value<0 then 儲存現場，              將本進程掛入S.L隊列，等待重新調度

請求分配一個S代表的資源, 若S.value < 0, 代表系統無此資源, 申請者阻塞. 

 

 

 V操作

   V(S):          S.value:=value+1                  if S.value≤0 then 從S.L隊列                  取一進程，掛入就緒隊列。

 進程釋放一個S代表的資源, 若S.value <= 0, 表示尚有進程在等待S而被阻塞, 所有要喚醒其一. 

 

 

管程

共用資源用共用資料結構表示, 把分散的對共用資源的臨界段集中於管程中, 管程中的臨界程式一次只允許一個進程調用.

主要構成:共用資料結構,  對共用資料結構操作的一組函數, 資料結構的初始化程式.

 

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