C++ Programmer's Cookbook

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C++多线程(七)

多线程同步之Semaphore (主要用来解决生产者/消费者问题)

一 信标Semaphore
信标内核对象用于对资源进行计数。它们与所有内核对象一样,包含一个使用数量,但是它们也包含另外两个带符号的3 2位值,一个是最大资源数量,一个是当前资源数量。最大资源数量用于标识信标能够控制的资源的最大数量,而当前资源数量则用于标识当前可以使用的资源的数量。

为了正确地说明这个问题,让我们来看一看应用程序是如何使用信标的。比如说,我正在开发一个服务器进程,在这个进程中,我已经分配了一个能够用来存放客户机请求的缓冲区。我对缓冲区的大小进行了硬编码,这样它每次最多能够存放5个客户机请求。如果5个请求尚未处理完毕时,一个新客户机试图与服务器进行联系,那么这个新客户机的请求就会被拒绝,并出现一个错误,指明服务器现在很忙,客户机应该过些时候重新进行联系。当我的服务器进程初始化时,它创建一个线程池,里面包含5个线程,每个线程都准备在客户机请求到来时对它进行处理。

开始时,没有客户机提出任何请求,因此我的服务器不允许线程池中的任何线程成为可调度线程。但是,如果3个客户机请求同时到来,那么线程池中应该有3个线程处于可调度状态。使用信标,就能够很好地处理对资源的监控和对线程的调度,最大资源数量设置为5,因为这是我进行硬编码的缓冲区的大小。当前资源数量最初设置为0,因为没有客户机提出任何请求。当客户机的请求被接受时,当前资源数量就递增,当客户机的请求被提交给服务器的线程池时,当前资源数量就递减。

信标的使用规则如下:

• 如果当前资源的数量大于0,则发出信标信号。

• 如果当前资源数量是0,则不发出信标信号。

• 系统决不允许当前资源的数量为负值。

• 当前资源数量决不能大于最大资源数量。

当使用信标时,不要将信标对象的使用数量与它的当前资源数量混为一谈。

二 API

Semaphore function Description
CreateSemaphore Creates or opens a named or unnamed semaphore object.
CreateSemaphoreEx Creates or opens a named or unnamed semaphore object and returns a handle to the object.
OpenSemaphore Opens an existing named semaphore object.
ReleaseSemaphore Increases the count of the specified semaphore object by a specified amount.

三 实例
#include <windows.h>
#include 
<stdio.h>

#define MAX_SEM_COUNT 6
#define THREADCOUNT 12

HANDLE ghSemaphore;

DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID );

void main()
{
    HANDLE aThread[THREADCOUNT];
    DWORD ThreadID;
    
int i;

    
// Create a semaphore with initial and max counts of MAX_SEM_COUNT

    ghSemaphore 
= CreateSemaphore( 
        NULL,           
// default security attributes
        MAX_SEM_COUNT,  // initial count
        MAX_SEM_COUNT,  // maximum count
        NULL);          // unnamed semaphore

    
if (ghSemaphore == NULL) 
    
{
        printf(
"CreateSemaphore error: %d\n", GetLastError());
        
return;
    }


    
// Create worker threads

    
for( i=0; i < THREADCOUNT; i++ )
    
{
        aThread[i] 
= CreateThread( 
                     NULL,       
// default security attributes
                     0,          // default stack size
                     (LPTHREAD_START_ROUTINE) ThreadProc, 
                     NULL,       
// no thread function arguments
                     0,          // default creation flags
                     &ThreadID); // receive thread identifier

        
if( aThread[i] == NULL )
        
{
            printf(
"CreateThread error: %d\n", GetLastError());
            
return;
        }

    }


    
// Wait for all threads to terminate

    WaitForMultipleObjects(THREADCOUNT, aThread, TRUE, INFINITE);

    
// Close thread and semaphore handles

    
for( i=0; i < THREADCOUNT; i++ )
        CloseHandle(aThread[i]);

    CloseHandle(ghSemaphore);
}


DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID lpParam )
{
    DWORD dwWaitResult; 
    BOOL bContinue
=TRUE;

    
while(bContinue)
    
{
        
// Try to enter the semaphore gate.

        dwWaitResult 
= WaitForSingleObject( 
            ghSemaphore,   
// handle to semaphore
            3L);           // zero-second time-out interval

        
switch (dwWaitResult) 
        

            
// The semaphore object was signaled.
            case WAIT_OBJECT_0: 
                
// TODO: Perform task
                printf("Thread %d: wait succeeded\n", GetCurrentThreadId());
                bContinue
=FALSE;            

                
// Simulate thread spending time on task
                Sleep(5);

                
for(int x = 0; x< 10; x++)
                    printf(
"Thread %d task!\n",GetCurrentThreadId());

                
// Relase the semaphore when task is finished

                
if (!ReleaseSemaphore( 
                        ghSemaphore,  
// handle to semaphore
                        1,            // increase count by one
                        NULL) )       // not interested in previous count
                {
                    printf(
"ReleaseSemaphore error: %d\n", GetLastError());
                }

                
break

            
// The semaphore was nonsignaled, so a time-out occurred.
            case WAIT_TIMEOUT: 
                printf(
"Thread %d: wait timed out\n", GetCurrentThreadId());
                
break
        }

    }

    
return TRUE;
}


四 参考 http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms686946.aspx

posted on 2007-07-30 15:40 梦在天涯 阅读(3347) 评论(1)  编辑 收藏 引用 所属分类: CPlusPlus

评论

# re: C++多线程(七) 2007-07-30 15:54 梦在天涯

多线程同步msdn :http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms686353.aspx  回复  更多评论   


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