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