windows 下线程的同步和互斥的方法

1。互斥量 Mutex

2。事件 event

3.  信号量 Semaphore

4. 临界区  Critical section

互斥与同步

       互斥和同步是两个紧密相关而又容易混淆的概念。

       互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源，如“第一类读写者模型”。

Windows下的互斥同步机制

       Windows下提供了多种内核对象实现线程、进程间的同步和互斥，常用的有：

       关键节（Critical Section）：关键节不是内核对象，在用户态实现了同一进程中线程的互斥。由于使用时不需要从用户态切换到核心态，所以速度很快（X86系统上约为20个指令周期），但其缺点是不能跨进程同步，同时不能指定阻塞时的等待时间，只能无限等待。

       互斥体：（Mutex）：互斥体实现了和关键节类似的互斥功能，但区别在于：互斥体是内核对象，可以实现跨进程互斥，但需要在用户态和核心态之间切换，速度比关键节慢得多（X86系统上约为600个指令周期），同时可以指定阻塞时的等待时间。

       事件（Event）：事件也是内核对象，具有“信号态”和“无信号态”两种状态。当某一线程等待一个事件时，如果事件为信号态，将继续执行，如果事件为无信号态，那么线程被阻塞。线程能够指定阻塞时的等待时间。

信号量（Semaphore）：信号量是一个资源计数器，当某线程获取某信号量时，信号量计数首先减1，如果计数小于0，那么该线程被阻塞；当某县城释放某信号量时，信号量计数首先加1，如果计数小于或等与0，那么唤醒某被阻塞的线程并执行之。对信号量的总结如下：

1．              如果计数器m大于0，表示还有m个资源可以访问，此时信号量线程等待队列中没有线程被阻塞，新的线程访问资源也不会被阻塞；

2．              如果计数器m等与0，表示没有资源可以访问，此时信号量线程等待队列中没有线程被阻塞，但新的线程访问资源会被阻塞；

3．              如果计数器m小于0，表示没有资源可以访问，此时信号量线程等待队列中有abs（m）个线程被阻塞，新的线程访问资源会被阻塞；

信号量常被用于保证对多个资源进行同步访问。

生产者－消费者模型

       生产者－消费者模型是指：

1． 生产者进行生产将物品放入仓库，同一时间只能有一个生产者将物品放入仓库，如果仓库满，生产者等待。

2． 消费者从仓库中取出物品，同一时间只能有一个消费者取出物品，如果仓库空，消费者等待；

3． 生产者将物品放入仓库时消费者不能同时取；

4． 消费者取物品时生产者不能放入物品；

总之，就是生产者群体或消费者群体内部是互斥的，两个群体之间是同步的。

当只有一个生产者、消费者时，由于同一群体内部不需要互斥，所以只需在群体之间实 现同步即可。例如可以使用两个Event／CriticalSection／Mutex／Semaphore实现同步；

如果有多个生产者和消费者，那么情况会复杂些，需要一个Event／CriticalSection／Mutex实现线程之间的互斥，需要两个Semaphore实现两个线程群体间的同步。一个例子如下：

         HANDLE m_S_Producer; // Semaphore

         HANDLE m_S_Consumer; // Semaphore

HANDLE m_E_Queue;    // Event

// 假设仓库最多容纳M个物品，开始仓库为空

         m_S_Producer = CreateSemaphore(NULL, M, M, NULL); //初始计数为M

         m_S_Consumer = CreateSemaphore(NULL, 0, M, NULL); //初始计数为0

         m_E_Queue = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, NULL); //自动类型，初始状态为信号态

生产者

         if (WaitForSingleObject(m_S_Producer, WaitTime) == WAIT_OBJECT_0)

         {

                   if (WaitForSingleObject(m_E_Queue, WaitTime) == WAIT_OBJECT_0)

                   {

                            // OK now, put product