秒殺多線程第四篇 一個經典的多線程同步問題

 

原文連接：http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7442333

上一篇《秒殺多線程第三篇原子操做 Interlocked系列函數》中介紹了原子操做在多進程中的做用，如今來個複雜點的。這個問題涉及到線程的同步和互斥，是一道很是有表明性的多線程同步問題，若是能將這個問題搞清楚，那麼對多線程同步也就打下了良好的基礎。

 

程序描述：

主線程啓動10個子線程並將表示子線程序號的變量地址做爲參數傳遞給子線程。子線程接收參數 -> sleep(50) -> 全局變量++ -> sleep(0) -> 輸出參數和全局變量。

要求：

1．子線程輸出的線程序號不能重複。

2．全局變量的輸出必須遞增。

下面畫了個簡單的示意圖：

分析下這個問題的考察點，主要考察點有二個：

1．主線程建立子線程並傳入一個指向變量地址的指針做參數，因爲線程啓動需要花費必定的時間，因此在子線程根據這個指針訪問並保存數據前，主線程應等待子線程保存完畢後才能改動該參數並啓動下一個線程。這涉及到主線程與子線程之間的同步。

2．子線程之間會互斥的改動和輸出全局變量。要求全局變量的輸出必須遞增。這涉及到各子線程間的互斥。

 

下面列出這個程序的基本框架，能夠在此代碼基礎上進行修改和驗證。

//經典線程同步互斥問題
#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>

long g_nNum; //全局資源
unsigned int __stdcall Fun(void *pPM); //線程函數
const int THREAD_NUM = 10; //子線程個數

int main()
{
    g_nNum = 0;
    HANDLE  handle[THREAD_NUM];

    int i = 0;
    while (i < THREAD_NUM)
    {
        handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
        i++;//等子線程接收到參數時主線程可能改變了這個i的值
    }
    //保證子線程已所有運行結束
    WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);
    return 0;
}

unsigned int __stdcall Fun(void *pPM)
{
//因爲建立線程是要必定的開銷的，因此新線程並不能第一時間執行到這來
    int nThreadNum = *(int *)pPM; //子線程獲取參數
    Sleep(50);//some work should to do
    g_nNum++;  //處理全局資源
    Sleep(0);//some work should to do
    printf("線程編號爲%d  全局資源值爲%d\n", nThreadNum, g_nNum);
    return 0;
}

運行結果能夠參考下列圖示，強烈建議讀者親自試一試。

圖1

圖2

圖3

能夠看出，運行結果徹底是混亂和不可預知的。本系列將會運用Windows平臺下各類手段包括關鍵段，事件，互斥量，信號量等等來解決這個問題並做一份全面的總結，敬請關注。

 

《秒殺多線程第五篇 經典線程同步 關鍵段CS》已經發布，歡迎參閱。

《秒殺多線程第六篇 經典線程同步 事件Event》已經發布，歡迎參閱。

《秒殺多線程第七篇 經典線程同步 互斥量Mutex》已經發布，歡迎參閱。

《秒殺多線程第八篇 經典線程同步 信號量Semaphore》已經發布，歡迎參閱。