原创 多线程编程之四——线程的同步

多线程编程之四——线程的同步


作者：韩耀旭

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八、线程的同步

　　虽然多线程能给我们带来好处，但是也有不少问题需要解决。例如，对于像磁盘驱动器这样独占性系统资源，由于线程可以执行进程的任何代码段，且线程的运
行是由系统调度自动完成的，具有一定的不确定性，因此就有可能出现两个线程同时对磁盘驱动器进行操作，从而出现操作错误；又例如，对于银行系统的计算机来
说，可能使用一个线程来更新其用户数据库，而用另外一个线程来读取数据库以响应储户的需要，极有可能读数据库的线程读取的是未完全更新的数据库，因为可能
在读的时候只有一部分数据被更新过。



　　使隶属于同一进程的各线程协调一致地工作称为线程的同步。MFC提供了多种同步对象，下面我们只介绍最常用的四种：

• 临界区（CCriticalSection）
• 事件（CEvent）
• 互斥量（CMutex）
• 信号量（CSemaphore）
  
  　

通过这些类，我们可以比较容易地做到线程同步。

A、使用 CCriticalSection 类

　　当多个线程访问一个独占性共享资源时,可以使用“临界区”对象。任一时刻只有一个线程可以拥有临界区对象，拥有临界区的线程可以访问被保护起来的资源
或代码段，其他希望进入临界区的线程将被挂起等待，直到拥有临界区的线程放弃临界区时为止，这样就保证了不会在同一时刻出现多个线程访问共享资源。



CCriticalSection类的用法非常简单，步骤如下：

　

1. 定义CCriticalSection类的一个全局对象（以使各个线程均能访问），如CCriticalSection
   critical_section；
2. 在访问需要保护的资源或代码之前，调用CCriticalSection类的成员Lock（）获得临界区对象：
   

   critical_section.Lock();
   

   
   在线程中调用该函数来使线程获得它所请求的临界区。如果此时没有其它线程占有临界区对象，则调用Lock()的线程获得临界区；否则，线程将被挂起，并放入到一个系统队列中等待，直到当前拥有临界区的线程释放了临界区时为止。
   
   
3. 
   访问临界区完毕后，使用CCriticalSection的成员函数Unlock()来释放临界区：

   critical_section.Unlock();
   

   
   再通俗一点讲，就是线程A执行到critical_section.Lock();语句时，如果其它线程(B)正在执行
   critical_section.Lock();语句后且critical_section.
   Unlock();语句前的语句时，线程A就会等待，直到线程B执行完critical_section.
   Unlock();语句，线程A才会继续执行。

下面再通过一个实例进行演示说明。

例程8 MultiThread8

1. 
   建立一个基于对话框的工程MultiThread8，在对话框IDD_MULTITHREAD8_DIALOG中加入两个按钮和两个编辑框控件，两个按钮
   的ID分别为IDC_WRITEW和IDC_WRITED，标题分别为“写‘W’”和“写‘D’”；两个编辑框的ID分别为IDC_W和IDC_D，属性
   都选中Read-only；
2. 在MultiThread8Dlg.h文件中声明两个线程函数：
   

   UINT WriteW(LPVOID pParam);
   UINT WriteD(LPVOID pParam);
   

   
   
   
3. 使用ClassWizard分别给IDC_W和IDC_D添加CEdit类变量m_ctrlW和m_ctrlD；
4. 
   在MultiThread8Dlg.cpp文件中添加如下内容：
   
   
   
   为了文件中能够正确使用同步类，在文件开头添加：

   #include "afxmt.h"
   

   
   定义临界区和一个字符数组，为了能够在不同线程间使用，定义为全局变量：

   CCriticalSection critical_section;
   char g_Array[10];
   

   
   添加线程函数：

   UINT WriteW(LPVOID pParam)
   {
   	CEdit *pEdit=(CEdit*)pParam;
   	pEdit->SetWindowText("");
   	critical_section.Lock();
   	//锁定临界区，其它线程遇到critical_section.Lock();语句时要等待
   	//直至执行critical_section.Unlock();语句
   	for(int i=0;i<10;i++)
   	{
   		g_Array=''W'';
   	    pEdit->SetWindowText(g_Array);
   		Sleep(1000);
   	}
   	critical_section.Unlock();
   	return 0;
   
   }
   
   UINT WriteD(LPVOID pParam)
   {
   	CEdit *pEdit=(CEdit*)pParam;
   	pEdit->SetWindowText("");
   	critical_section.Lock();
   	//锁定临界区，其它线程遇到critical_section.Lock();语句时要等待
   	//直至执行critical_section.Unlock();语句
   	for(int i=0;i<10;i++)
   	{
   		g_Array=''D'';
   	    pEdit->SetWindowText(g_Array);
   		Sleep(1000);
   	}
   	critical_section.Unlock();
   	return 0;
   
   }

   
   
   
5. 
   分别双击按钮IDC_WRITEW和IDC_WRITED，添加其响应函数：
   

   void CMultiThread8Dlg::OnWritew() 
   {
   	CWinThread *pWriteW=AfxBeginThread(WriteW,
   		&m_ctrlW,
   		THREAD_PRIORITY_NORMAL,
   		0,
   		CREATE_SUSPENDED);
   	pWriteW->ResumeThread();
   }
   
   void CMultiThread8Dlg::OnWrited() 
   {
   	CWinThread *pWriteD=AfxBeginThread(WriteD,
   		&m_ctrlD,
   		THREAD_PRIORITY_NORMAL,
   		0,
   		CREATE_SUSPENDED);
   	pWriteD->ResumeThread();
   
   }

   
   
   由于代码较简单，不再详述。编译、运行该例程，您可以连续点击两个按钮，观察体会临界类的作用。
   

1、CEvent(BOOL bInitiallyOwn=FALSE,
          BOOL bManualReset=FALSE,
          LPCTSTR lpszName=NULL,
          LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute=NULL);

2、BOOL CEvent：：SetEvent();

3、BOOL CEvent：：ResetEvent();