Linux中四種進程或線程同步互斥控制方法

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1、Linux中 四種進程或線程同步互斥的控制方法：

一、臨界區:經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。 
二、互斥量:爲協調共同對一個共享資源的單獨訪問而設計的。 
三、信號量:爲控制一個具備有限數量用戶資源而設計。 
四、事 件:用來通知線程有一些事件已發生，從而啓動後繼任務的開始。

2、臨界區（Critical Section）

　　保證在某一時刻只有一個線程能訪問數據的簡便辦法。在任意時刻只容許一個線程對共享資源進行訪問。若是有多個線程試圖同時訪問臨界區，那麼在有一個線 程進入後其餘全部試圖訪問此臨界區的線程將被掛起，並一直持續到進入臨界區的線程離開。臨界區在被釋放後，其餘線程能夠繼續搶佔，並以此達到用原子方式操 做共享資源的目的。 
臨界區包含兩個操做原語： 
EnterCriticalSection（） 進入臨界區 
LeaveCriticalSection（） 離開臨界區 
EnterCriticalSection（）語句執行後代碼將進入臨界區之後不管發生什麼，必須確保與之匹配的 LeaveCriticalSection（）都可以被執行到。不然臨界區保護的共享資源將永遠不會被釋放。雖然臨界區同步速度很快，但卻只能用來同步本 進程內的線程，而不可用來同步多個進程中的線程。 
　　MFC提供了不少功能完備的類，我用MFC實現了臨界區。MFC爲臨界區提供有一個CCriticalSection類，使用該類進行線程同步處理是 很是簡單的。只需在線程函數中用CCriticalSection類成員函數Lock（）和UnLock（）標定出被保護代碼片斷便可。Lock（）後代 碼用到的資源自動被視爲臨界區內的資源被保護。UnLock後別的線程才能訪問這些資源。 

3、互斥量（Mutex） 

　　互斥量跟臨界區很類似，只有擁有互斥對象的線程才具備訪問資源的權限，因爲互斥對象只有一個，所以就決定了任何狀況下此共享資源都不會同時被多個線程 所訪問。當前佔據資源的線程在任務處理完後應將擁有的互斥對象交出，以便其餘線程在得到後得以訪問資源。互斥量比臨界區複雜。由於使用互斥不只僅可以在同 一應用程序不一樣線程中實現資源的安全共享，並且能夠在不一樣應用程序的線程之間實現對資源的安全共享。 

互斥量包含的幾個操做原語： 
CreateMutex（） 建立一個互斥量 
OpenMutex（） 打開一個互斥量 
ReleaseMutex（） 釋放互斥量 
WaitForMultipleObjects（） 等待互斥量對象 

　　一樣MFC爲互斥量提供有一個CMutex類。使用CMutex類實現互斥量操做很是簡單，可是要特別注意對CMutex的構造函數的調用 
CMutex( BOOL bInitiallyOwn = FALSE, LPCTSTR lpszName = NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute = NULL) 
不用的參數不能亂填，亂填會出現一些意想不到的運行結果。

4、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一樣，信號容許多個線程同時使用共享資源，這與操做系統中的PV操做相同。它指出了同時訪問共享資源的線程 最大數目。它容許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（）建立信號量 時即要同時指出容許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爲最大資源計數，每增長一個線程對共享資源的訪問，當前可用資源計數 就會減1，只要當前可用資源計數是大於0的，就能夠發出信號量信號。可是當前可用計數減少到0時則說明當前佔用資源的線程數已經達到了所容許的最大數目， 不能在容許其餘線程的進入，此時的信號量信號將沒法發出。線程在處理完共享資源後，應在離開的同時經過ReleaseSemaphore（）函數將當前可 用資源計數加1。在任什麼時候候當前可用資源計數決不可能大於最大資源計數。 
PV操做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大於等於零時表明可供併發進程使用的資源實體數，但S小於零時則表示正在等待使用共享資源的進程數。 
　　P操做 申請資源： 
   　　（1）S減1； 
   　　（2）若S減1後仍大於等於零，則進程繼續執行； 
   　　（3）若S減1後小於零，則該進程被阻塞後進入與該信號相對應的隊列中，而後轉入進程調度。 
　　V操做 釋放資源： 
   　　（1）S加1； 
   　　（2）若相加結果大於零，則進程繼續執行； 
   　　（3）若相加結果小於等於零，則從該信號的等待隊列中喚醒一個等待進程，而後再返回原進程繼續執行或轉入進程調度。 
   
   　　信號量包含的幾個操做原語： 
   　　CreateSemaphore（） 建立一個信號量 
   　　OpenSemaphore（） 打開一個信號量 
   　　ReleaseSemaphore（） 釋放信號量 
   　　WaitForSingleObject（） 等待信號量 

5、事件（Event）   

事件對象也能夠經過通知操做的方式來保持線程的同步。而且能夠實現不一樣進程中的線程同步操做。 
信號量包含的幾個操做原語： 
   　　CreateEvent（） 建立一個信號量 
   　　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 
   　　　　WaitForMultipleObjects 函數原型： 
   　　　　　WaitForMultipleObjects（ 
   　　　　　IN DWORD nCount, // 等待句柄數 
   　　　　　IN CONST HANDLE *lpHandles, //指向句柄數組 
   　　　　　IN BOOL bWaitAll, //是否徹底等待標誌 
   　　　　　IN DWORD dwMilliseconds //等待時間 
   　　　　　） 
　　參數nCount指定了要等待的內核對象的數目，存放這些內核對象的數組由lpHandles來指向。fWaitAll對指定的這nCount個內核 對象的兩種等待方式進行了指定，爲TRUE時當全部對象都被通知時函數纔會返回，爲FALSE則只要其中任何一個獲得通知就能夠返回。 dwMilliseconds在這裏的做用與在WaitForSingleObject（）中的做用是徹底一致的。若是等待超時，函數將返回 WAIT_TIMEOUT。

6、總結： 
　　1． 互斥量與臨界區的做用很是類似，但互斥量是能夠命名的，也就是說它能夠跨越進程使用。因此建立互斥量須要的資源更多，因此若是隻爲了在進程內部是用的話使 用臨界區會帶來速度上的優點並可以減小資源佔用量。由於互斥量是跨進程的互斥量一旦被建立，就能夠經過名字打開它。 
　　2． 互斥量（Mutex），信號燈（Semaphore），事件（Event）均可以被跨越進程使用來進行同步數據操做，而其餘的對象與數據同步操做無關，但 對於進程和線程來說，若是進程和線程在運行狀態則爲無信號狀態，在退出後爲有信號狀態。因此可使用WaitForSingleObject來等待進程和 線程退出。 
　　3． 經過互斥量能夠指定資源被獨佔的方式使用，但若是有下面一種狀況經過互斥量就沒法處理，好比如今一位用戶購買了一份三個併發訪問許可的數據庫系統，能夠根 據用戶購買的訪問許可數量來決定有多少個線程/進程能同時進行數據庫操做，這時候若是利用互斥量就沒有辦法完成這個要求，信號燈對象能夠說是一種資源計數 器。