VC++线程同步(二) Mutex互斥量的例子

                 同步对象使用实例 

Win32窗口的建立：

    我们将要学习的使用,分别是:互斥量,临界区,事件,信号量.所以我们需要一个窗口,呈现四种四种同步对象状态.

需要学到的目的有4点:

1 掌握内核同步对象的触发规则(是内核同步对象)

2 弄懂同步等待成功引起的副作用

3 了解各个同步对象的运行流程

4 明白内核同步对象和用户同步对象的异同点

一般掌握上面4种核心知识,就能放心大胆的使用多线程了。

首先创建一个Win32项目,不要选空项目;

我们需要四个小窗口,先找到注册主窗口的代码。

ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wcex.lpfnWndProc= WndProc;
wcex.cbClsExtra= 0;
wcex.cbWndExtra= 0;
wcex.hInstance= hInstance;
wcex.hIcon= LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_WIN32PROJECT1));
wcex.hCursor= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground= (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
wcex.lpszMenuName= MAKEINTRESOURCE(IDC_WIN32PROJECT1);
wcex.lpszClassName= szWindowClass;
wcex.hIconSm= LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL));
return RegisterClassEx(&wcex);
}

不重要的部分(就是Win32窗口流程):先创建的是注册一个主窗口的Windows的类结构,并且赋值给他一个窗口的Proc函数,然后调用InitInstance创建一个主窗口.

子窗口创建: WM_CREATE 就是创建的

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

直接贴出完整代码:

其中WndProc1是子窗口的消息处理函数

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int wmId, wmEvent;
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
static int clientCX = 0;
static int clientCY = 0;
static TCHAR *szChildClass[] = { _T("Child1"), _T("Child2"), _T("Child3"), _T("Child4") };//子窗口名字
static WNDPROC childWndProc[] = { WndProc1, WndProc2, WndProc3, WndProc4 };//子窗口的消息处理函数
static HWND hwndChild[4]; //子窗口句柄
switch (message)
{
case WM_CREATE:
{
//对四个UI窗口类进行统一初始化
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wcex.cbClsExtra= 0;
wcex.cbWndExtra= 0;
wcex.hInstance= hInst;
wcex.hIcon= NULL;
wcex.hCursor= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground  = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
wcex.lpszMenuName= NULL;
wcex.hIconSm= NULL;
for (int i = 0; i < CHILD_WND_COUNT;++i) 
{
//对不同的部分进行分别初始化
wcex.lpfnWndProc = childWndProc[i];
wcex.lpszClassName = szChildClass[i];
//注册窗口类
RegisterClassEx(&wcex);
//创建窗口  并且记录窗口句柄
hwndChild[i] = CreateWindow(
szChildClass[i],
_T(""),
WS_CHILD | WS_BORDER | WS_VISIBLE,
0, 0, 0, 0,
hWnd,
(HMENU)i,
hInst,
NULL);
}
}
break;
case WM_SIZE:
{
clientCX = LOWORD(lParam);//客户区的宽度
clientCY = HIWORD(lParam);//客户区的高度
for (int i = 0; i < CHILD_WND_COUNT; ++i)
{
// 移动窗口的位置和其大小
MoveWindow(
hwndChild[i],
(i % 2)*clientCX / 2, (i > 1)*clientCY / 2,
clientCX / 2, clientCY / 2,
TRUE
);
}
}
break;
case WM_COMMAND:
wmId    = LOWORD(wParam);
wmEvent = HIWORD(wParam);
// 分析菜单选择: 
switch (wmId)
{
case IDM_ABOUT:
DialogBox(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDD_ABOUTBOX), hWnd, About);
break;
case IDM_EXIT:
DestroyWindow(hWnd);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
break;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
// TODO:  在此添加任意绘图代码...
EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
LRESULT CALLBACK WndProc1(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
static THRPARAMS thrParams;
int wmId, wmEvent;
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
switch (message)
{
case WM_CREATE:
{
//系统中基于对话框字体的高度
int cyChar = HIWORD(GetDialogBaseUnits());
//填充THRPARAMS结构体
thrParams.hwnd = hWnd;
thrParams.cyChar = cyChar;
//创建一个当前线程没有拥有所有权的 互斥对象
}
break;
case WM_COMMAND:
wmId = LOWORD(wParam);
wmEvent = HIWORD(wParam);
// 分析菜单选择: 
switch (wmId)
{
case IDM_ABOUT:
DialogBox(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDD_ABOUTBOX), hWnd, About);
break;
case IDM_EXIT:
DestroyWindow(hWnd);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
break;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
// TODO:  在此添加任意绘图代码...
EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}

              1 演示创建一个Mutex互斥量

火车售票系统。

创建两个线程，演示如何进行资源的保护。两个线程竞争某个资源。

case WM_CREATE:
{
//系统中基于对话框字体的高度
int cyChar = HIWORD(GetDialogBaseUnits());
//填充THRPARAMS结构体
thrParams.hwnd = hWnd;
thrParams.cyChar = cyChar;
//创建一个当前线程没有拥有所有权的 互斥对象 
//FALSE技术递归计数器为0 线程id为0 所以是触发状态
g_hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
//创建两个线程来卖火车票
HANDLE handleTicket1 = CreateThread(NULL, 0, ThrTicketProc1, &thrParams, 0, NULL);
HANDLE handleTicket2 = CreateThread(NULL, 0, ThrTicketProc2, &thrParams, 0, NULL);
/*
原因为:创建线程后返回了线程句柄,新创建的线程内核对象的使用计数是2,一个是线程本身,一个是
创建线程的线程,创建新的线程CloseHandle后,新的线程内核对象使用计数为1,当这个新线程结束运行后
内核对象的使用技术还要减1,这时内核对象的使用计数是0,则系统会自动删除新线程的内核对象,这是
正常的处理流程.
如果不调用CloseHandle（）则新线程运行结束后,由于使用计数为1,所以不会删除线程的内核对象,这样
就会造成内存泄漏,当然在整个程序运行结束后,操作系统会回首这些内存,因此可以知道如果不调用
CloseHandle的话,该程序在运行阶段,会造成内存泄漏。
*/
//关闭线程句柄
CloseHandle(handleTicket1);
CloseHandle(handleTicket2);
}


//释放互斥量对象的句柄 在窗口关闭前
case WM_DESTROY:
// 关闭 互斥量句柄内存 删除
CloseHandle(g_hMutex);
PostQuitMessage(0);
break;

来看这个线程函数怎么用:

两个线程都对火车票的票数，也就是全局变量,来进行操作。

我们要避免就是同时两个线程拿到这个变量,同时进行读写操作。

导致资源,脱离控制,要做到一个线程拿到这个资源立即锁定,只有他

完成,其他线程才能进行访问。

只需要修改其中的线程名输出就可以观测了.

DWORD WINAPI ThrTicketProc1(LPVOID lp)
{
//将输入的参数 转换成结构体
PPARAMS param = static_cast<PPARAMS>(lp);
TCHAR szBuf[20] = { 0 };
HDC hdc;
//进入死循环
while (true)
{
//等待函数 无限等待,知道g_hMutex这个互斥量对象触发。
//不需要判断返回值因为参数用的INFINITE,肯定有一个线程拿到这个所有权
WaitForSingleObject(g_hMutex, INFINITE);
//如果票数大于0  g_trainTickets是一个全局变量
if (g_trainTickets > 0)
{
//在这里休眠 一下, 暂时放弃剩余的时间片
Sleep(800);
//销售火车票
// 打印表示哪个线程销售的火车票
wsprintf(szBuf, _T("线程1剩余火车票:%d"), g_trainTickets--);
// 获得绘图句柄
hdc = GetDC(param->hwnd);
//将字体绘制到子窗口中
TextOut(hdc, 0, g_iLine*param->cyChar, 
szBuf, lstrlen(szBuf));
ReleaseDC(param->hwnd,hdc);
//清空字符串
memset(szBuf, 0, sizeof(TCHAR) * 20);
//全局变量行数 
g_iLine++;
//整个子窗口 重新绘制
InvalidateRect(param->hwnd,NULL,FALSE);
//解锁释放 这个互斥量对象 使他触发
ReleaseMutex(g_hMutex);
}
else
{
//解锁释放 这个互斥量对象 使他触发
ReleaseMutex(g_hMutex);
break;
}
}
return 0;
}

我门发现井然有序,如果我们不释放Release会造成死锁,这样其他

等待的线程,或永远在等待,不会被触发。

如果我们使用Wait等待函数,那WaitForSingleObject注释掉。

两个线程同时访问一个资源,进行读写,导致资源脱离控制。