线程的实现和线程间的同步与互斥.doc

实验二 线程的实现和线程间的同步与互斥一、目的：1、了解在WINDOWS中线程的编程实现，掌握利用VC或DELPHI调用WINDOWS API建立线程。2、了解在WINDOWS中线程间同步与互斥的信号量的实现，并利用该原理实现在WINDOWS下模拟实现有关经典线程同步与互斥问题。二、内容：1、利用VC或DELPHI在实际程序中实现线程。2、利用VC或DELPHI实现线程的同步模拟。主要模拟以下问题（经营者和消费者、阅读者和写入者）。三、实验要求：实验内容中的第1小题为必作内容，第2小题可选择其一。四、实验提示：1、 在Windows中调用API函数。对于VC，在程序头文件应包括#include 语句。对于DELPHI，在程序前的USES中应包括Windows。2、 Windows系统中的线程及有关的系统调用。Windows中的线程是内核线程，是系统的主要调度单位，提供了一系列的系统调用。CreateThread完成线程的创建，TerminateThread用于结束当前线程。SuspendThread可挂起指定的线程。ResumeThread可激活指定的线程。对于Windows来说，是用挂起计数来进行线程挂起和激活的计数的。每调用挂起一次，计数加1，反之则减1。当计数为0时，线程恢复运行。四个调用的原型及简单说明如下。（1）、CreateThread创建线程HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,/指向安全属性结构的指针，一般为NULL。 DWORD dwStackSize,/ 初始化线程的堆栈尺寸，一般为0。 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,/ 指向线程执行体的指针。 LPVOID lpParameter,/ 新线程的参数 DWORD dwCreationFlags,/ 建立标志位，0：创建后立即执行，1：创建后挂起。 LPDWORD lpThreadId / 指向返回标识符的指针。 )（2）、SuspendThread挂起指定的线程DWORD SuspendThread( HANDLE hThread / 线程句柄 )（3）、ResumeThread激活指定的线程DWORD ResumeThread( HANDLE hThread / 线程句柄 )（4）、TerminateThread结束线程BOOL TerminateThread( HANDLE hThread,/ 线程句柄 DWORD dwExitCode / 线程的结束代码。一般为0。 )3、 Windows中的同步机制及相关调用。在Windows中提供了互斥对象、信号量对象和事件对象三种同步对象和相应的系统调用，用于进程和线程的同步。另外还提供了临界区（Critical Section）对象和互斥变量访问API等。在这里，我们主要对互斥对象和信号量对象进行简单介绍。互斥对象（Mutex）为互斥信号量，它的相关API为：Createmutex创建一个互斥信号量，Openmutex打开一个互斥信号量，Releasemutex释放一个互斥信号量，使之可用，相当于Signal操作。信号量对象（Semaphore）为资源信号量，它的相关API为：CreateSemaphore创建一个信号量对象，OpenSemaphore打开一个信号量对象，ReleaseSemaphore释放一个信号对象。系统中统一的等待操作WaitForSingleObject，相当于Wait操作。七个调用的原型和简单说明如下：（1）、Createmutex创建互斥信号量HANDLE CreateMutex( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,/ 指向安全属性的指针，一般为NULL BOOL bInitialOwner,/ 初始化时所有权的标志位，TRUE：创建时即拥有，FALSE：创建时不拥有。 LPCTSTR lpName / 互斥信号量的名称 )（2）、Openmutex打开互斥信号量HANDLE OpenMutex( DWORD dwDesiredAccess,/ 操作标志位，一般为MUTEX_ALL_ACCESS BOOL bInheritHandle,/ 继承标志位，一般为FALSE LPCTSTR lpName / 互斥信号量的名称 )（3）、Releasemutex释放互斥信号量BOOL ReleaseMutex( HANDLE hMutex / 互斥信号量的句柄 )（4）、CreateSemaphore创建信号量对象HANDLE CreateSemaphore( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,/ 指向安全属性的指针，一般为NULL。 LONG lInitialCount,/ 信号量的初始化值。 LONG lMaximumCount,/ 信号量的最大值 LPCTSTR lpName / 信号量名称 )（5）、OpenSemaphore打开一个信号量对象HANDLE OpenSemaphore( DWORD dwDesiredAccess,/操作标志位，一般为SEMAPHORE_ALL_ACCESS BOOL bInheritHandle,/继承标志位，一般为FALSE LPCTSTR lpName / 信号量对象名称 )（6）、ReleaseSemaphore释放信号对象BOOL ReleaseSemaphore( HANDLE hSemaphore,/ 信号对象句柄 LONG lReleaseCount,/释放的个数 LPLONG lpPreviousCount / 前一个计数的地址，一般为NULL )（7）、WaitForSingleObject等待操作DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle,/ 等待的信号量的句柄 DWORD dwMilliseconds / 等待的时间，以毫秒为单位，如果永久等待，则为INFINITE )4、 一个简单的线程创建、挂起和解挂的例子。#include #include #include #include void SubThread(void)int i;for (i=0;i5;i+)cout SubThread i endl;Sleep(2000);void main(void) cout CreateThread endl;/ 创建一个线程DWORD IDThread; /返回的线程标示符 HANDLE hThread;/线程句柄hThread = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE) SubThread, NULL, 0, &IDThread); / 检查操作是否成功 if (hThread = NULL)cout CreateThread error endl; int i;for (i=0;i5;i+)cout MainThread i endl;if (i=1)if (SuspendThread(hThread)=0xFFFFFFFF)cout Suspend thread error. endl;elsecout Suspend thread is ok. endl;if (i=3)if (ResumeThread(hThread)=0xFFFFFFFF)cout Resume thread error. endl;elsecout Resume thread is ok. endl;Sleep(4000);5、 一个简单的互斥信号量使用的例子。#include #include #include #include int iCounter=0;viod threadA(viod)/在内部重新打开HANDLE hCounterIn=OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,spmetex);for(int i=0;i8;i+)cout Wait for object. endl;WaitForSingleObject(hCounterIn,INFINITE);int iCopy=iCounter;Sleep(100);iCounter=iCopy+1;cout Count is iCounter endl;ReleaseMutex(hCounterIn);CloseHandle(hCounterIn);/主程序/创建互斥量HANDLE hCounter=NULL;hCounter = CreateMutex(NULL,FALSE,spmutex);/创建线程HANDLE hThread3;DWORD IDThread3; /返回的线程标示符HThread0 = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE) ThreadA, NULL, 0, &IDThread0); HThread1 = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE) ThreadA, NULL, 0, &IDThread1);HThread2 = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE) Sub