线程同步三种方式

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#winapi #fun #thread #null #多线程 #工作

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本文介绍多线程编程中常见的三种线程同步方式：信号量、事件对象和临界区，并对比了它们各自的优缺点。通过具体示例展示了如何避免多线程环境下因资源竞争而导致的问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

线程同步的3种方式：

利用多线程编写应用程序的时候我们经常遇到这样的问题：多个线程访问同一个资源
由于线程访问了该资源就使得线程拥有了对资源的控制权有时这样不加控制的访问会出现一切问题
如我们编写一个售票程序有2个线程同时售票 :
程序源码如下：

#include <windows.h>
#include <iostream.h>

//子线程函数原型的声明 2个售票线程 fun1Proc 和fun2Proc
DWORD WINAPI fun1Proc(
LPVOID lpParameter // thread data
);

DWORD WINAPI fun2Proc(
LPVOID lpParameter // thread data
);

int ticket=100;//定义一个全局变量表示剩余票数便于线程访问

void main()
{
//一下创建线程有关多线程程序的创建可以详见MSDN CreateThread函数
HANDLE handle1;
HANDLE handle2;

handle1=CreateThread(NULL,0,fun1Proc,NULL,0,NULL);
handle2=CreateThread(NULL,0,fun2Proc,NULL,0,NULL);
CloseHandle(handle1);//关闭线程句柄
CloseHandle(handle2);

Sleep(4000);//我们让主线程暂停4秒因为一旦主线程退出其他子线程也将退出
}

DWORD WINAPI fun1Proc(
  LPVOID lpParameter   // thread data
){
while (true)//票没卖完就一直运行
{
  if(ticket>0){
   Sleep(1);//暂停1MS 为了便于观察出出错的结果
   cout<<"This is fun1Proc sell "<< ticket --<<endl; //打印买票
  }
  else{
   break;//退出
  }

}

return 0;
}
//线程2同线程1
DWORD WINAPI fun2Proc(
  LPVOID lpParameter   // thread data
){
while (TRUE)
{

  if(ticket>0){
   Sleep(1);
   cout<<"This is fun2Proc sell "<<ticket --<<endl;
  }
  else{
   break;
  }
}
return 0;
}

由于我们未对线程访问资源（此处为"票"）进行控制运行时可能会出现卖出第0张票的结果此处我们在线程中添加了Sleep(1)
使我们很容易观察到这种错误如果没有此句错误很难被发现
下面提供3中线程同步的方式：(源代码见文章最后)

1.信号量:
利用信号量进行同步 (注意信号量的计数器的值)
CreateMutex（）函数创建一个信号量
WaitForSingleObject()设置信号量为有信号即信号量计数器+1
ReleaseMutex（）释放信号量信号量计数器-1
此外我们还可用函数CloseHandle()函数来关闭信号量句柄

2.利用事件对象实现线程同步
CreateEvent（）创建事件对象
WaitForSingleObject（）等待
SetEvent（）设置事件为有信号
ResetEvent（）设置时间为无信号
此外我们还可用函数CloseHandle()函数来关闭信号量句柄
区分人工重置的事件对象和自动重置的事件对象即CreateEvent的第二个参数 TRUE为人工重置(一般不这样使用) FALSE

为自动重置

3.临界区
定义一个CRITICAL_SECTION类型变量运用一下4个函数进行临界区的使用
InitializeCriticalSection   初始化临界区
DeleteCriticalSection   删除临界区
EnterCriticalSection   进入临界区
LeaveCriticalSection  离开临界区

,如果学习了操作系统以上三个概念将会很容易理解操作系统中有更为详细具体的解释

3中方式的优缺点
以下摘自孙鑫老师的课程PPT中：
1.互斥对象和事件对象属于内核对象，利用内核对象进行线程同步，速度较慢，但利用互斥对象和事件对象这样的内核对

象，可以在多个进程中的各个线程间进行同步。
2.关键代码段是工作在用户方式下，同步速度较快，但在使用关键代码段时，很容易进入死锁状态，因为在等待进入关键

代码段时无法设定超时值。

下面介绍一下如何让一个程序只有1个实例化运行如我们QQ可以开多个而有的程序只能开一个比如卡巴斯基等程序
我们可以利用信号量和事件对象来实现当创建一个信号量或者事件对象时我们可以给其取一个名字然后判断时候存在了此信号量

或者事件对象（用GetLastError获得错误然后和ERROR_ALREADY_EXISTS进行比较）据此我们可以让一个程序只有1个实例运行

所有程序源码见我的资源:线程同步的3种方式