VC++线程同步的四种方式(事件(Event)、信号量(semaphore)、互斥量(mutex)、临界区(Critical section))

一、概述:为什么要做线程同步？

    在程序中使用多线程时，一般很少有多个线程能在其生命期内进行完全独立的操作。更多的情况是一些线程进行某些处理操作，而其他的线程必须对其处理结果进行访问。正常情况下对这种处理结果的访问应当在其处理任务完成后进行。 
    如果不采取适当的措施，其他线程往往会在线程处理任务结束前就去访问处理结果，这就很有可能得到有关处理结果的错误访问,例如，多个线程同时访问同一个全局变量，如果都是读取操作，则不会出现问题。如果一个线程负责改变此变量的值，
而其他线程负责同时读取变量内容，则不能保证读取到的数据是经过写线程修改后的。为了确保读线程读取到的是经过修改的变量，就必须在向变量写入数据时禁止其他线程对其的任何访问，直至赋值过程结束后再解除对其他线程的访问限制。
这种保证线程能了解其他线程任务处理结束后的处理结果而采取的保护措施即为线程同步

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

//示例1,演示两个线程同时访问同一个变量(模拟售票).
//线程1和线程2同时售票,票号1 - 30。
int g_iTicket = 30;

//线程函数1
unsigned long __stdcall ThreadFunc1(void* lparm)
{
    while (g_iTicket > 0)
    {
        cout << "thread1售出票号:"<< g_iTicket << endl;
        g_iTicket--;
        _sleep(1);
    }

    return 0;
}

//线程函数2
unsigned long __stdcall ThreadFunc2(void* lparm)
{
    while (g_iTicket > 0)
    {
        cout << "thread2售出票号:"<< g_iTicket << endl;
        g_iTicket--;
        _sleep(1);
    }

    return 0;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    //创建线程1和线程2开始售票(总票数g_iTicket=30)
    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc1, NULL, 0, NULL);
    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc2, NULL, 0, NULL);

    int i = 0;
    cin >> i;

    return 0;
}

//测试结果:

从示例1可以看出,线程1和线程2买出相同票号的票,显然这不是我们想要的结果.

二、线程同步
2.1 线程之间通信的两个基本问题是互斥和同步。
2.2 线程同步是指线程之间所具有的一种制约关系，一个线程的执行依赖另一个线程的消息，
    当它没有得到另一个线程的消息时应等待，直到消息到达时才被唤醒。
2.3 线程互斥是指对于共享的操作系统资源（指的是广义的”资源”，而不是Windows的.res文件，
    譬如全局变量就是一种共享资源），在各线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时，
    任何时刻最多只允许一个线程去使用，其它要使用该资源的线程必须等待，直到占用资源者释放该资源。
    
2.4 线程互斥是一种特殊的线程同步。实际上，互斥和同步对应着线程间通信发生的两种情况：
    2.4.1 当有多个线程访问共享资源而不使资源被破坏时。
    2.4.2 当一个线程需要将某个任务已经完成的情况通知另外一个或多个线程时。
    
2.5 从大的方面讲，线程的同步可分用户模式的线程同步和内核对象的线程同步两大类。
    用户模式中线程的同步方法主要有原子访问和临界区等方法。其特点是同步速度特别快，适合于对线程运行速度有严格要求的场合。内核对象的线程同步则主要由事件、等待定时器、信号量以及信号灯等内核对象构成。由于这种同步机制使用了内核对象，使用时必须将线程从用户模式切换到内核模式，而这种转换一般要耗费近千个CPU周期，因此同步速度较慢，但在适用性上却要远优于用户模式的线程同步方式。

2.6 在WIN32中，同步机制主要有以下几种： 
    2.6.1 事件(Event); 
    2.6.2 信号量(semaphore); 
    2.6.3 互斥量