多线程相互排斥--mutex(二)
? ? ? ? ?不知道大家對多線程或多進程間的同步相互排斥的控制機制了解的怎么樣,事實上有非常多種方法能夠實現這個目的,可是這些方法事實上由4種最主要的方法實現。這4種最主要的方法詳細定義例如以下:在這有講得不正確的地方歡迎各位扔磚,希望不會誤導大家。
? ? ? ? ?1、臨界區:通過對多線程的串行化來訪問公共資源或一段代碼,速度快,適合控制數據訪問。 ? ? ? ?
? ? ? ? ?2、相互排斥量:為協調共同對一個共享資源的單獨訪問而設計的。 ? ? ? ?
? ? ? ? ?3、信號量:為控制一個具有有限數量用戶資源而設計。 ? ? ? ?
? ? ? ? ?4、事 ?件:用來通知線程有一些事件已發生,從而啟動后繼任務的開始。
臨界區(Critical?Section)(以win32系統為例)??
? ? ? ? 保證在某一時刻僅僅有一個線程能訪問數據的簡便辦法。在隨意時刻僅僅同意一個線程對共享資源進行訪問。假設有多個線程試圖同一時候訪問臨界區,那么在有一個線程進入后其它全部試圖訪問此臨界區的線程將被掛起,并一直持續到進入臨界區的線程離開。臨界區在被釋放后,其它線程能夠繼續搶占,并以此達到用原子方式操作共享資源的目的。臨界區包括兩個操作原語:
? ? ? ?? ? ? ???EnterCriticalSection()進入臨界區
? ? ? ?? ? ? ???LeaveCriticalSection()離開臨界區
? ? ? ??EnterCriticalSection()語句運行后代碼將進入臨界區以后不管發生什么,必須確保與之匹配的LeaveCriticalSection()都可以被運行到。否則臨界區保護的共享資源將永遠不會被釋放。盡管臨界區同步速度非常快,但卻僅僅能用來同步本進程內的線程,而不可用來同步多個進程中的線程。
相互排斥量(Mutex) ? ? ? ?
? ? ? ??相互排斥量跟臨界區非常相似,僅僅有擁有相互排斥對象的線程才具有訪問資源的權限,由于相互排斥對象僅僅有一個,因此就決定了不論什么情況下此共享資源都不會同一時候被多個線程所訪問。當前占領資源的線程在任務處理完后應將擁有的相互排斥對象交出,以便其它線程在獲得后得以訪問資源。相互排斥量比臨界區復雜。由于使用相互排斥不僅僅可以在同一應用程序不同線程中實現資源的安全共享,并且可以在不同應用程序的線程之間實現對資源的安全共享。 ? ? ? ?
相互排斥量包括的幾個操作原語: ? ? ?
? ? ? ??CreateMutex() 創建一個相互排斥量 ? ? ?
? ? ? ??OpenMutex() 打開一個相互排斥量?
? ? ? ??ReleaseMutex() 釋放相互排斥量 ? ? ??
? ? ? ??WaitForMultipleObjects() 等待相互排斥量對象
信號量(Semaphores)
? ? ? ??信號量對象對線程的同步方式與前面幾種方法不同,信號同意多個線程同一時候使用共享資源,這與操作系統中的PV操作同樣。它指出了同一時候訪問共享資源的線程最大數目。它同意多個線程在同一時刻訪問同一資源,可是須要限制在同一時刻訪問此資源的最大線程數目。在用CreateSemaphore()創建信號量時即要同一時候指出同意的最大資源計數和當前可用資源計數。通常是將當前可用資源計數設置為最大資源計數,每添加一個線程對共享資源的訪問,當前可用資源計數就會減1,僅僅要當前可用資源計數是大于0的,就能夠發出信號量信號。可是當前可用計數減小到0時則說明當前占用資源的線程數已經達到了所同意的最大數目,不能在同意其它線程的進入,此時的信號量信號將無法發出。線程在處理完共享資源后,應在離開的同一時候通過ReleaseSemaphore()函數將當前可用資源計數加1。在不論什么時候當前可用資源計數決不可能大于最大資源計數。 ? ? ? ?PV操作及信號量的概念都是由荷蘭科學家E.W.Dijkstra提出的。信號量S是一個整數,S大于等于零時代表可供并發進程使用的資源實體數,但S小于零時則表示正在等待使用共享資源的進程數。? ? ? ??P操作申請資源: ? ? ?
? ? ? ??? ? ? ??(1)S減1; ? ? ??
? ? ? ??? ? ? ??(2)若S減1后仍大于等于零,則進程繼續運行; ? ? ?
? ? ? ??? ? ? ??(3)若S減1后小于零,則該進程被堵塞后進入與該信號相相應的隊列中,然后轉入進程調度。
? ? ? ??V操作 釋放資源: ? ? ?
? ? ? ??? ? ? ??(1)S加1; ? ? ??
? ? ? ??(2)若相加結果大于零,則進程繼續運行; ? ? ?
? ? ? ??(3)若相加結果小于等于零,則從該信號的等待隊列中喚醒一個等待進程,然后再返回原進程繼續運行或轉入進程調度。 ? ? ? ?
信號量包括的幾個操作原語: ? ? ??
? ? ? ??CreateSemaphore() 創建一個信號量 ? ? ?
? ? ? ??OpenSemaphore() 打開一個信號量 ? ? ?
? ? ? ??ReleaseSemaphore() 釋放信號量 ?
? ? ? ??WaitForSingleObject() 等待信號量
事件(Event)
? ? ? ??事件對象也能夠通過通知操作的方式來保持線程的同步。而且能夠實現不同進程中的線程同步操作。
信號量包括的幾個操作原語:
? ? ? ??CreateEvent()創建一個信號量
? ? ? ??OpenEvent()打開一個事件
? ? ? ??SetEvent()?回置事件
? ? ? ??WaitForSingleObject()等待一個事件
? ? ? ??WaitForMultipleObjects()等待多個事件
? ? ? ??應網友要求,在此貼相互排斥--Mutex的簡略版希望對你們實用,這個簡略版的Mutex能夠跨多個平臺,比方:win32、linux、android等等類unix的系統。謝謝!
#ifndef HEART_MOBIHEART_MMUTEX_H #define HEART_MOBIHEART_MMUTEX_H#ifdef WIN32 # include <windows.h> #else # include <pthread.h> #endif#ifdef WIN32 typedef CRITICAL_SECTION MOBI_MUTEX_SECTION; # define MOBI_MUTEX_INIT ::InitializeCriticalSection # define MOBI_MUTEX_DESTROY ::DeleteCriticalSection # define MOBI_MUTEX_LOCK ::EnterCriticalSection # define MOBI_MUTEX_UNLOCK ::LeaveCriticalSection #else typedef pthread_mutex_t MOBI_MUTEX_SECTION; # define MOBI_MUTEX_INIT pthread_mutex_init # define MOBI_MUTEX_DESTROY pthread_mutex_destroy # define MOBI_MUTEX_LOCK pthread_mutex_lock # define MOBI_MUTEX_UNLOCK pthread_mutex_unlock #endifclass Mutex { public:Mutex(){MOBI_MUTEX_INIT(&m_mutex #ifndef _WIN32, NULL #endif);}virtual ~Mutex() {MOBI_MUTEX_DESTROY(&m_mutex);}virtual void Lock() const {MOBI_MUTEX_LOCK(&m_mutex);}virtual void Unlock() const { MOBI_MUTEX_UNLOCK(&m_mutex); }private:mutable MOBI_MUTEX_SECTION m_mutex; };class AutoLock { public:AutoLock(const Mutex& mutex, bool autolocked = true) : m_mutex(&mutex), m_locked(true){if(autolocked){m_mutex->Lock();m_locked = autolocked;}};~AutoLock(){if(m_locked){m_mutex->Unlock();}};private:const Mutex* m_mutex;bool m_locked; };#ifndef LOCK # define LOCK(mutex) AutoLock locker(mutex) #endif#endif//HEART_MOBIHEART_MMUTEX_H總結
以上是生活随笔為你收集整理的多线程相互排斥--mutex(二)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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