windows多线程（八） 信号量Semaphore

如果你看到了这里，我就认为你已经对掌握了有关关键段 CriticalSection、互斥量Mutex和事件Event有关的内容，所以最基本的东西就不再介绍了。如果没有掌握上面说的内容，可以看这里：

1. 关键段 CriticalSection
2. 互斥量Mutex
3. 事件Event

一、信号量相关函数说明

(一) 创建信号量CreateSemaphore

1.函数原型

HANDLE WINAPI CreateSemaphore(
	    _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES  lpSemaphoreAttributes,
	    _In_     LONG lInitialCount,
	    _In_     LONG lMaximumCount,
	    _In_opt_ LPCWSTR lpName
	    );

2.参数说明

• 第一个参数lpSemaphoreAttributes,表示安全属性。如果是NULL，就表示使用默认属性。

• 第二个参数lInitialCount，信号量的初始数值，必须大于或等于0,并且小于或等于lMaximumCount

• 第三个参数lMaximumCount，信号量的最大值，即最大并发数。

• 第四个参数lpName，信号量的名字，是一个字符串，任何线程（或进程）都可以根据这一名称引用到这个信号量，这个值可以是NULL，表示产生一个匿名信号量。

• 返回值: 如果成功就返回一个handle，否则传回NULL。

(二) 打开信号量OpenSemaphore

1.函数原型

HANDLE WINAPI OpenSemaphore(
	    _In_ DWORD dwDesiredAccess,
	    _In_ BOOL bInheritHandle,
	    _In_ LPCSTR lpName
	    );

2.参数说明

• 第一个参数dwDesiredAccess,表示访问权限，一般传入SEMAPHORE_ALL_ACCESS。

• 第二个参数bInheritHandle，表示信号量句柄继承性，一般传入True。

• 第三个参数lpName，需要打开的信号量的名称。

• 返回值: 如果成功就返回信号量handle，否则传回NULL。

(三) 信号量解除锁定ReleaseSemaphore

这个函数功能是实现信号量计数器增加一个值，该值通常是1，但不会超过创建信号量时指定的lMaximumCount

1.函数原型

BOOL WINAPI ReleaseSemaphore(
	    _In_ HANDLE hSemaphore,
	    _In_ LONG lReleaseCount,
	    _Out_opt_ LPLONG lpPreviousCount
	    );

2.参数说明

• 第一个参数hSemaphore,信号量的句柄。

• 第二个参数lReleaseCount，表示信号量值增加的个数，必须大于0且不超过最大资源数，一般为1。

• 第三个参数lpPreviousCount，传出先前信号量的计数值，设置为NULL表示不需要传出。

• 返回值: 如果成功就返回True，否则传回False。

(四) 关闭信号量

由于信号量是一个内核对象，关闭时直接调用CloseHandle()就可以了。

二、实例

使用信号量同样可以实现线程的同步，实现每个线程按顺序依次给全局资源加一，代码如下:

//  信号量演示

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

using namespace std;

const int THREAD_NUM = 10;
int g_Num = 0;
CRITICAL_SECTION g_csVar; //创建关键段cs
HANDLE g_ThreadSema;  //创建内核对象，用来初始化信号量

DWORD WINAPI  Func(LPVOID);

int main()
{
	InitializeCriticalSection(&g_csVar);
	g_ThreadSema = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL); //创建匿名信号量，初始资源为零，最大并发数为1，

	HANDLE handle[THREAD_NUM];
	DWORD ThreadId[THREAD_NUM];
	int i = 0;
	while (i < THREAD_NUM)
	{
		handle[i] = CreateThread(NULL, 0, Func, &i, 0, &ThreadId[i]);
		WaitForSingleObject(g_ThreadSema, INFINITE); //等待信号量资源数>0
		i++;
	}
	WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, true, INFINITE);
	CloseHandle(g_ThreadSema); //销毁信号量
	DeleteCriticalSection(&g_csVar);//销毁关键段cs
	for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++)
	{
		CloseHandle(handle[i]);
	}
	return 0;
}

DWORD WINAPI Func(LPVOID p)
{
	int nThreadNum = *(int*)p;
	EnterCriticalSection(&g_csVar);
	cout << "线程编号为： " << nThreadNum << " 全局资源值为：" << ++g_Num << endl;
	LeaveCriticalSection(&g_csVar);
	ReleaseSemaphore(g_ThreadSema, 1, NULL);  //信号量资源数加一
	return 0;
}

运行结果如下所示: