一个线程往缓冲区buffer写数据,另外三个读数据,读和写要分开

本文介绍了如何在一个线程中向缓冲区写入数据,同时在三个独立线程中实现安全的数据读取。讨论了线程同步的重要性,详细讲解了使用锁或其他同步机制来确保读写操作的正确性和并发安全性。通过实例代码展示了具体的实现过程,帮助读者理解多线程环境下数据共享的挑战和解决方案。


#include <Windows.h>
#include <process.h>
#include <iostream>

using namespace std;

// write线程写了之后,read1、read2、read3才能读,且只有3个线程都读完之后,write函数才能向buffer中写
CRITICAL_SECTION cs;
typedef struct 
{
	HANDLE h1;
	HANDLE h2;
	HANDLE h3;
	HANDLE h4;
	int a;
} PARAMS, *PPARAMS;

void read1(PVOID pvoid)
{
	while (TRUE)
	{
		volatile PPARAMS pparams = (PPARAMS)pvoid;
		WaitForSingleObject(pparams->h2, INFINITE); //一直等待,直到h2指代的对象被触发
		EnterCriticalSection(&cs);
		cout << "线程1开始读取...\n";
		cout << (pparams->a) <<endl;
		LeaveCriticalSection(&cs);
	//	Sleep(1000);
		ReleaseSemaphore(pparams->h1, 1, NULL); //释放一个信号量
	}
}

void read2(PVOID pvoid)
{
	while (TRUE)
	{
		volatile PPARAMS pparams = (PPARAMS)pvoid;
		WaitForSingleObject(pparams->h3, INFINITE);
		EnterCriticalSection(&cs);
		cout << "线程2开始读取...\n";
		cout << (pparams->a) << endl;
		LeaveCriticalSection(&cs)
以下是基于PV操作(信号量)的伪代码实现,用于解决两个buffer1、一个buffer2的多线程同步问题,确保数据不丢失且同一缓冲区互斥访问: ### 1. 信号量定义 ```plaintext // 针对buffer1_1的信号量(第一个缓冲区) semaphore mutex1_1 = 1; // 互斥信号量:保证buffer1_1同一时间仅被一个线程操作 semaphore empty1_1 = 10; // 同步信号量:buffer1_1的空位数(初始为容量10) semaphore full1_1 = 0; // 同步信号量:buffer1_1的数据数(初始为0) // 针对buffer1_2的信号量(第二个缓冲区) semaphore mutex1_2 = 1; // 互斥信号量:保证buffer1_2同一时间仅被一个线程操作 semaphore empty1_2 = 10; // 同步信号量:buffer1_2的空位数(初始为容量10) semaphore full1_2 = 0; // 同步信号量:buffer1_2的数据数(初始为0) // 针对buffer2的信号量(目标缓冲区) semaphore mutex2 = 1; // 互斥信号量:保证buffer2同一时间仅被一个线程操作 semaphore empty2 = 20; // 同步信号量:buffer2的空位数(初始为容量20) semaphore full2 = 0; // 同步信号量:buffer2的数据数(初始为0) ``` ### 2. Put线程(向buffer1数据) 每个buffer1对应4个Put线程,循环生产数据入对应的buffer1: ```plaintext // Put线程函数(参数buffer_id标识操作的是buffer1_1还是buffer1_2) void Put(int buffer_id) { while (true) { // 无限循环 data = 生产一个数据; // 生产数据 if (buffer_id == 1) { // 操作buffer1_1 P(empty1_1); // 申请buffer1_1的空位(若满则阻塞) P(mutex1_1); // 申请buffer1_1的访问权(互斥) 将databuffer1_1; // 数据 V(mutex1_1); // 释放buffer1_1的访问权 V(full1_1); // 增加buffer1_1的数据数(唤醒可能等待的Move线程) } else { // 操作buffer1_2 P(empty1_2); // 申请buffer1_2的空位 P(mutex1_2); // 申请buffer1_2的访问权 将databuffer1_2; // 数据 V(mutex1_2); // 释放buffer1_2的访问权 V(full1_2); // 增加buffer1_2的数据数 } } } ``` ### 3. Move线程(从buffer1取数据buffer2) 每个buffer1对应1个Move线程,循环从buffer1取数据buffer2: ```plaintext // Move线程函数(参数buffer_id标识从哪个buffer1取数据) void Move(int buffer_id) { while (true) { // 无限循环 data; // 临时存储数据 if (buffer_id == 1) { // 从buffer1_1取数据 P(full1_1); // 等待buffer1_1有数据(若空则阻塞) P(mutex1_1); // 申请buffer1_1的访问权 从buffer1_1取data; // 数据 V(mutex1_1); // 释放buffer1_1的访问权 V(empty1_1); // 增加buffer1_1的空位数(唤醒可能等待的Put线程) } else { // 从buffer1_2取数据 P(full1_2); // 等待buffer1_2有数据 P(mutex1_2); // 申请buffer1_2的访问权 从buffer1_2取data; // 数据 V(mutex1_2); // 释放buffer1_2的访问权 V(empty1_2); // 增加buffer1_2的空位数 } // 将数据buffer2 P(empty2); // 申请buffer2的空位(若满则阻塞) P(mutex2); // 申请buffer2的访问权 将databuffer2; // 数据 V(mutex2); // 释放buffer2的访问权 V(full2); // 增加buffer2的数据数(唤醒可能等待的Get线程) } } ``` ### 4. Get线程(从buffer2数据) 共5个Get线程,循环从buffer2数据: ```plaintext // Get线程函数 void Get() { while (true) { // 无限循环 data; // 临时存储数据 P(full2); // 等待buffer2有数据(若空则阻塞) P(mutex2); // 申请buffer2的访问权 从buffer2取data; // 数据 V(mutex2); // 释放buffer2的访问权 V(empty2); // 增加buffer2的空位数(唤醒可能等待的Move线程) 处理data; // 处理取到的数据 } } ``` ### 5. 线程创建 ```plaintext // 为buffer1_1创建4个Put线程 for (int i = 0; i < 4; i++) { 创建线程执行Put(1); } // 为buffer1_2创建4个Put线程 for (int i = 0; i < 4; i++) { 创建线程执行Put(2); } // 为每个buffer1创建1个Move线程 创建线程执行Move(1); // 处理buffer1_1到buffer2 创建线程执行Move(2); // 处理buffer1_2到buffer2 // 创建5个Get线程(从buffer2取) for (int i = 0; i < 5; i++) { 创建线程执行Get(); } ``` ### 核心逻辑说明 1. **互斥保证**:每个缓冲区buffer1_1、buffer1_2、buffer2)通过各自的`mutex`信号量(初始为1)确保同一时间仅被一个线程操作(Put/Move/Get)。 2. **同步保证**: - Put与Move通过`empty1_i`(空位)`full1_i`(数据数)同步,确保Put不会向满缓冲区入,Move不会从空缓冲区取。 - Move与Get通过`empty2`(空位)`full2`(数据数)同步,确保Move不会向满缓冲区入,Get不会从空缓冲区取。 3. **数据不丢失**:通过信号量的PV操作严格控制生产(Put)、中转(Move)、消费(Get)的顺序,确保数据“先生产再中转,先中转再消费”。成c++
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