使用关键段来解决经典的多线程同步互斥问题,由于关键段的“线程所有权”特性所以关键段只能用于线程的互斥而不能用于同步。
本篇介绍用事件Event来尝试解决这个线程同步问题。

首先介绍下如何使用事件。事件Event实际上是个内核对象,它的使用非常方便。下面列出一些常用的函数。

第一个 CreateEvent
函数功能:创建事件 函数原型:
HANDLECreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,
BOOL bManualReset,
BOOL bInitialState,
LPCTSTR lpName
); 函数说明:
第一个参数表示安全控制,一般直接传入NULL。
第二个参数确定事件是手动置位还是自动置位,传入TRUE表示手动置位,传入FALSE表示自动置位。
如果为自动置位,则对该事件调用WaitForSingleObject()后会自动调用ResetEvent()使事件变成未触发状态。
打个小小比方,手动置位事件相当于教室门,教室门一旦打开(被触发),所以有人都可以进入直到老师去关上教室门(事件变成未触发)。
自动置位事件就相当于医院里拍X光的房间门,门打开后只能进入一个人,这个人进去后会将门关上,其它人不能进入除非门重新被打开(事件重新被触发)。
第三个参数表示事件的初始状态,传入TRUR表示已触发。
第四个参数表示事件的名称,传入NULL表示匿名事件。
第二个 OpenEvent
函数功能:根据名称获得一个事件句柄。
函数原型:
HANDLEOpenEvent(
DWORDdwDesiredAccess,
BOOLbInheritHandle,
LPCTSTRlpName //名称
);
函数说明:
第一个参数表示访问权限,对事件一般传入EVENT_ALL_ACCESS。详细解释可以查看MSDN文档。
第二个参数表示事件句柄继承性,一般传入TRUE即可。
第三个参数表示名称,不同进程中的各线程可以通过名称来确保它们访问同一个事件。
第三个SetEvent
函数功能:触发事件
函数原型:BOOLSetEvent(HANDLEhEvent);
函数说明:每次触发后,必有一个或多个处于等待状态下的线程变成可调度状态。
第四个ResetEvent
函数功能:将事件设为末触发
函数原型:BOOLResetEvent(HANDLEhEvent);
最后一个事件的清理与销毁
由于事件是内核对象,因此使用CloseHandle()就可以完成清理与销毁了。

在经典多线程问题中设置一个事件和一个关键段。用事件处理主线程与子线程的同步,用关键段来处理各子线程间的互斥。详见代码:

#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h> long g_num;
const int THREAD_NUM = 10;
unsigned int __stdcall Fun(void *param); HANDLE g_hThreadEvent;
CRITICAL_SECTION g_csThreadCode; int main(void)
{
//初始化事件 自动置位,初始化无触发的匿名事件
g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, false, false, NULL);
//初始化关键段
InitializeCriticalSection(&g_csThreadCode); HANDLE handle[THREAD_NUM];
g_num = 0;
int i = 0; while(i < THREAD_NUM)
{
handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);//等待事件触发
i++;
} WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, true, INFINITE);
//销毁事件和关键段
CloseHandle(g_hThreadEvent);
DeleteCriticalSection(&g_csThreadCode); return 0;
} unsigned int __stdcall Fun(void *param)
{
int nThreadNum = *(int *)param;
SetEvent(g_hThreadEvent);//触发事件 Sleep(50); EnterCriticalSection(&g_csThreadCode);
g_num++;
Sleep(0);
printf("线程编号为%d 全局资源为%d\n", nThreadNum, g_num);
LeaveCriticalSection(&g_csThreadCode); return 0;
}

执行结果:

执行的结果说明了各个子线程都正确的取得了它们的id号码。但是之所以输出的编号不是连续的,因为它们的执行速度不一样。这说明了它们正确的和main线程同步,同时各个子线程之间很好的互斥访问了全局的变量。


现在我们知道了如何使用事件,但学习就应该要深入的学习,何况微软给事件还提供了PulseEvent()函数,所以接下来再继续深挖下事件Event,看看它还有什么秘密没。

先来看看这个函数的原形:

第五个PulseEvent
函数功能:将事件触发后立即将事件设置为未触发,相当于触发一个事件脉冲。
函数原型:BOOLPulseEvent(HANDLEhEvent);
函数说明:这是一个不常用的事件函数,此函数相当于SetEvent()后立即调用ResetEvent();此时情况可以分为两种:
1.对于手动置位事件,所有正处于等待状态下线程都变成可调度状态。
2.对于自动置位事件,所有正处于等待状态下线程只有一个变成可调度状态。
此后事件是末触发的。该函数不稳定,因为无法预知在调用PulseEvent ()时哪些线程正处于等待状态。

下面对这个触发一个事件脉冲PulseEvent ()写一个例子,主线程启动7个子线程,其中有5个线程Sleep(10)后对一事件调用等待函数(称为快线程),另有2个线程Sleep(100)后也对该事件调用等待函数(称为慢线程)。主线程启动所有子线程后再Sleep(50)保证有5个快线程都正处于等待状态中。此时若主线程触发一个事件脉冲,那么对于手动置位事件,这5个线程都将顺利执行下去。对于自动置位事件,这5个线程中会有中一个顺利执行下去。而不论手动置位事件还是自动置位事件,那2个慢线程由于Sleep(100)所以会错过事件脉冲,因此慢线程都会进入等待状态而无法顺利执行下去。

//使用PluseEvent()函数
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h> HANDLE g_hThreadEvent;
//快线程
unsigned int __stdcall FastThreadFun(void *param)
{
Sleep(10);
printf("%s 启动\n", (PSTR)param);
WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);
printf("%s 等到事件被触发 顺利结束\n", (PSTR)param); return 0;
}
//慢线程
unsigned int __stdcall SlowThreadFun(void *param)
{
Sleep(100);
printf("%s 启动\n", (PSTR)param);
WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);
printf("%s 等到事件被触发 顺利结束\n", (PSTR)param); return 0;
} int main(void)
{
//每一个线程的名字
char szFastThreadName[5][20] = {"快线程001","快线程002","快线程003","快线程004","快线程005"};
char szSlowThreadName[2][20] = {"慢线程001","慢线程002"};
bool bManualReset = false;
/*bool bManualReset = true;*/ //创建事件 第二个参数手动置位true,自动置位false
g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, bManualReset, false, NULL); if (bManualReset == true)
{
printf("当前使用手动置位事件\n");
}
else
{
printf("当前使用自动置位事件\n");
}
int i;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
_beginthreadex(NULL, 0, FastThreadFun, szFastThreadName[i], 0, NULL);
}
for (i = 0; i < 2; i++)
{
_beginthreadex(NULL, 0, SlowThreadFun, szSlowThreadName[i], 0, NULL);
} Sleep(50);//保证线程全部启动
printf("现在主线程触发一个事件脉冲 - PulseEvent()\n");
PulseEvent(g_hThreadEvent); //调用PulseEvent()就相当于同时调用下面两句话
//SetEvent(g_hThreadEvent);
//ResetEvent(g_hThreadEvent); Sleep(3000);
printf("时间到,主线程结束运行\n");
CloseHandle(g_hThreadEvent); return 0;
}

对于自动置位事件,运行的结果:

对于手动置位事件,运行结果:

最后总结下事件Event

1.事件是内核对象,事件分为手动置位事件自动置位事件。事件Event内部它包含一个使用计数(所有内核对象都有),一个布尔值表示是手动置位事件还是自动置位事件,另一个布尔值用来表示事件有无触发。

2.事件可以由SetEvent()来触发,由ResetEvent()来设成未触发。还可以由PulseEvent()来发出一个事件脉冲。

3.事件可以解决线程间同步问题,也能解决互斥问题。解决线程互斥时要把事件设置为自动置位,同时初始状态为true,触发模式。这样第一个调用WaitForSingleObject的线程能通过,之后置位为未触发,阻挡后来的线程。

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