如何在Win32编程中实现多线程同步？

最新推荐文章于 2025-04-26 11:59:27 发布

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如何在Win32编程中实现多线程同步？

在Win32编程中，多线程同步是确保多个线程能够正确、有序地访问共享资源的关键。Win32 API提供了多种同步机制，如临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）和事件（Event）。以下是一些常用的同步机制及其示例。

1. 临界区（Critical Section）

临界区用于保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问该资源。

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

CRITICAL_SECTION cs;
int sharedData = 0;

DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lpParam) {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) 
    {
        EnterCriticalSection(&cs);
        sharedData++;
        DWORD threadId = GetCurrentThreadId();
        std::cout << "Thread ID: " << threadId << std::endl;
        LeaveCriticalSection(&cs);
    }
    return 0;
}

int main() {
    InitializeCriticalSection(&cs);

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);

    WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);

    CloseHandle(hThread1);
    CloseHandle(hThread2);

    DeleteCriticalSection(&cs);

    std::cout << "Shared Data: " << sharedData << std::endl;
    return 0;
}

代码说明

上述代码中创建两个线程，对全局变量sharedData进行自加1000次的操作。

InitializeCriticalSection：初始化临界区。
EnterCriticalSection：进入临界区。
LeaveCriticalSection：离开临界区。
DeleteCriticalSection：删除临界区。

代码运行结果：

在这里插入图片描述

2. 互斥量（Mutex）

互斥量用于确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。

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

HANDLE hMutex;
int sharedData = 0;

DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lpParam) {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        sharedData++;
        ReleaseMutex(hMutex);
    }
    return 0;
}

int main() {
    hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);

    WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);

    CloseHandle(hThread1);
    CloseHandle(hThread2);
    CloseHandle(hMutex);

    std::cout << "Shared Data: " << sharedData << std::endl;
    return 0;
}

代码说明

CreateMutex：创建互斥量。
WaitForSingleObject：等待互斥量。
ReleaseMutex：释放互斥量。
CloseHandle：关闭互斥量句柄。

3. 信号量（Semaphore）

信号量用于控制对共享资源的访问数量。

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

HANDLE hSemaphore;
int sharedData = 0;

DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lpParam) {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        WaitForSingleObject(hSemaphore, INFINITE);
        sharedData++;
        ReleaseSemaphore(hSemaphore, 1, NULL);
    }
    return 0;
}

int main() {
    hSemaphore = CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL);

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);

    WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);

    CloseHandle(hThread1);
    CloseHandle(hThread2);
    CloseHandle(hSemaphore);

    std::cout << "Shared Data: " << sharedData << std::endl;
    return 0;
}

代码说明

CreateSemaphore：创建信号量。
WaitForSingleObject：等待信号量。
ReleaseSemaphore：释放信号量。
CloseHandle：关闭信号量句柄。

4. 事件（Event）

事件用于线程间的通信和同步。

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

HANDLE hEvent;
int sharedData = 0;

DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lpParam) {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
        sharedData++;
        SetEvent(hEvent);
    }
    return 0;
}

int main() {
    hEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, NULL);

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, NULL, 0, NULL);

    WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);

    CloseHandle(hThread1);
    CloseHandle(hThread2);
    CloseHandle(hEvent);

    std::cout << "Shared Data: " << sharedData << std::endl;
    return 0;
}

代码说明