进程共同实现某个任务或者共享计算机资源, 它们之间存在两种关系:
1.同步关系, 指为了完成任务的进程之间, 因为需要在某些位置协调它们的执行顺序而等待, 传递消息产生的制约关系.
2.互斥关系, 进程间因相互竞争使用独占型资源所产生的制约关系, 如一个进程使用打印机,另一个进程必须等待它使用完后才可使用.
临界资源: 一次仅允许一个进程使(必须互斥使用)的资源, 如独占型硬件资源.....
临界段: 指各进程必须互斥执行的程序段, 该程序段实施对临界资源的操作.
关键区对象为:CRITICAL_SECTION 当某个线程进入关键区之后,其他线程将阻塞等待,直到该线程释放关键区的拥有权.
#include <windows.h>
#include <stdio.h> static int number=;
CRITICAL_SECTION CriticalSection; DWORD WINAPI ThreadOne(LPVOID lpParameter)
{
printf("窗口1售票开始:\n");
while()
{
EnterCriticalSection(&CriticalSection);
if(number>)
{
printf("窗口1售出第%d张票...\n",number);
number--;
Sleep();
}
LeaveCriticalSection(&CriticalSection);
Sleep();
}
return ;
}
DWORD WINAPI ThreadTwo(LPVOID lpParameter)
{
printf("窗口2售票开始:\n");
while()
{
EnterCriticalSection(&CriticalSection);
if(number>)
{
printf("窗口2售出第%d张票...\n",number);
Sleep();
number--;
}
LeaveCriticalSection(&CriticalSection);
Sleep();
}
return ;
} int main()
{
HANDLE HOne,HTwo;
InitializeCriticalSection(&CriticalSection);
printf("***********************vpoet******************\n");
HOne=CreateThread(NULL,,ThreadOne,NULL,,NULL);
HTwo=CreateThread(NULL,,ThreadTwo,NULL,,NULL);
CloseHandle(HOne);
CloseHandle(HTwo);
while(TRUE)
{
if(number==)
{
printf("不好意思,票卖完了!\n");
DeleteCriticalSection(&CriticalSection);
return ;
}
else
{
continue;
}
} return ;
}
信号量机制: 由信号量和P操作,V操作两部分组成, 可以解决互斥与同步问题. 信号量(s)为一个整型变量, 只能被两个标准原语访问, 分别记为P操作和V操作.
定义如下:
P(s){
while s <=
; //空操作
s = s - ;
}
V(s){
s =s + ;
}
信号量可以解决n个进程的临界段问题, n个进程共享一个公共变量mutex, 其初值为 1 , 任意一个进程Pi的结果如下:
do{
P(mutex);
critical secition
V(mutex);
non critical secition
}while();
信号量也可以解决进程间同步问题.
利用信号量解决线程同步问题
#include <windows.h>
#include <stdio.h> static int number=;
HANDLE Sem; DWORD WINAPI ThreadOne(LPVOID lpParameter)
{
printf("窗口1售票开始:\n");
while()
{
// 信号量 > 0, 减去 1
WaitForSingleObject(Sem,INFINITE);
if(number>)
{
printf("窗口1售出第%d张票...\n",number);
number--;
Sleep();
}
// 信号量 < 0 , 加上 1
ReleaseSemaphore(Sem,,NULL);
Sleep();
}
return ;
}
DWORD WINAPI ThreadTwo(LPVOID lpParameter)
{
printf("窗口2售票开始:\n");
while()
{
WaitForSingleObject(Sem,INFINITE);
if(number>)
{
printf("窗口2售出第%d张票...\n",number);
Sleep();
number--;
}
ReleaseSemaphore(Sem,,NULL);
Sleep();
}
return ;
} int main()
{
HANDLE HOne,HTwo; printf("***********************vpoet******************\n");
HOne=CreateThread(NULL,,ThreadOne,NULL,,NULL);
HTwo=CreateThread(NULL,,ThreadTwo,NULL,,NULL);
//创建信号量, 初始为 1 , 最大计数为 1
Sem=CreateSemaphore(NULL,,,NULL);
CloseHandle(HOne);
CloseHandle(HTwo);
while(TRUE)
{
if(number==)
{
printf("不好意思,票卖完了!\n");
CloseHandle(Sem);
return ;
}
else
{
continue;
}
} return ;
}
信号量的具体实现:与进程调度相结合, 消除忙等待现象.
基本思想:
在P操作循环等待的地方介入放弃处理机, 进入等待对了动作.
在V操作时, 从等待队列中摘取进程变为就绪.
信号量定义
typedef struct{
int:value; 一个数值型变量
struct process *L;一个PCB队列
} Semaphore
Semaphore S;
P操作
P(S): S.Value=S.value－;
if S.value< then 保存现场，
将本进程挂入S.L队列，等待重新调度
请求分配一个S代表的资源, 若S.value < 0, 代表系统无此资源, 申请者阻塞.
V操作
V(S): S.value:=value+
if S.value≤ then 从S.L队列
取一进程，挂入就绪队列。
进程释放一个S代表的资源, 若S.value <= 0, 表示尚有进程在等待S而被阻塞, 所有要唤醒其一.
管程
共享资源用共享数据结构表示, 把分散的对共享资源的临界段集中于管程中, 管程中的临界程序一次只允许一个进程调用.
主要构成:共享数据结构, 对共享数据结构操作的一组函数, 数据结构的初始化程序.
互斥对象实现线程同步
互斥对象的所有权轮换给两个线程
#include <windows.h>
#include <stdio.h> static int number=;
HANDLE Mutex; DWORD WINAPI ThreadOne(LPVOID lpParameter)
{
while()
{
//等待互斥对象有多有权才返回
WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE);
if(number>)
{
printf("窗口1售出第%d张票...\n",number);
number--;
Sleep();
}
//释放互斥对象所有权
ReleaseMutex(Mutex);
}
return ;
}
DWORD WINAPI ThreadTwo(LPVOID lpParameter)
{
while()
{
WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE);
if(number>)
{
printf("窗口2售出第%d张票...\n",number);
Sleep();
number--;
}
ReleaseMutex(Mutex);
}
return ;
} int main()
{
HANDLE HOne,HTwo;
Mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);
printf("***********************vpoet******************\n");
HOne=CreateThread(NULL,,ThreadOne,NULL,,NULL);
printf("窗口1售票开始:\n");
HTwo=CreateThread(NULL,,ThreadTwo,NULL,,NULL);
printf("窗口2售票开始:\n");
CloseHandle(HOne);
CloseHandle(HTwo);
while(TRUE)
{
if(number==)
{
printf("不好意思,票卖完了!\n");
CloseHandle(Mutex);
return ;
}
else
{
continue;
}
} return ;
}