秒殺多線程第六篇 經典線程同步 事件Event

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閱讀本篇之前推薦閱讀以下姊妹篇：

《秒殺多線程第四篇 一個經典的多線程同步問題》

《秒殺多線程第五篇 經典線程同步關鍵段CS》

 

上一篇中使用關鍵段來解決經典的多線程同步互斥問題，由於關鍵段的“線程所有權”特性所以關鍵段只能用於線程的互斥而不能用於同步。本篇介紹用事件Event來嘗試解決這個線程同步問題。

首先介紹下如何使用事件。事件Event實際上是個內核對象，它的使用非常方便。下面列出一些常用的函數。

 

第一個 CreateEvent

函數功能：創建事件

函數原型：

HANDLECreateEvent(

 LPSECURITY_ATTRIBUTESlpEventAttributes,

 BOOLbManualReset,

 BOOLbInitialState,

 LPCTSTRlpName

);

函數說明：

第一個參數表示安全控制，一般直接傳入NULL。

第二個參數確定事件是手動置位還是自動置位，傳入TRUE表示手動置位，傳入FALSE表示自動置位。如果為自動置位，則對該事件調用WaitForSingleObject()后會自動調用ResetEvent()使事件變成未觸發狀態。打個小小比方，手動置位事件相當於教室門，教室門一旦打開（被觸發），所以有人都可以進入直到老師去關上教室門（事件變成未觸發）。自動置位事件就相當於醫院里拍X光的房間門，門打開后只能進入一個人，這個人進去后會將門關上，其它人不能進入除非門重新被打開（事件重新被觸發）。

第三個參數表示事件的初始狀態，傳入TRUR表示已觸發。

第四個參數表示事件的名稱，傳入NULL表示匿名事件。

 

第二個 OpenEvent

函數功能：根據名稱獲得一個事件句柄。

函數原型：

HANDLEOpenEvent(

 DWORDdwDesiredAccess,

 BOOLbInheritHandle,

 LPCTSTRlpName     //名稱

);

函數說明：

第一個參數表示訪問權限，對事件一般傳入EVENT_ALL_ACCESS。詳細解釋可以查看MSDN文檔。

第二個參數表示事件句柄繼承性，一般傳入TRUE即可。

第三個參數表示名稱，不同進程中的各線程可以通過名稱來確保它們訪問同一個事件。

 

第三個SetEvent

函數功能：觸發事件

函數原型：BOOLSetEvent(HANDLEhEvent);

函數說明：每次觸發后，必有一個或多個處於等待狀態下的線程變成可調度狀態。

 

第四個ResetEvent

函數功能：將事件設為末觸發

函數原型：BOOLResetEvent(HANDLEhEvent);

 

最后一個事件的清理與銷毀

由於事件是內核對象，因此使用CloseHandle()就可以完成清理與銷毀了。

 

在經典多線程問題中設置一個事件和一個關鍵段。用事件處理主線程與子線程的同步，用關鍵段來處理各子線程間的互斥。詳見代碼：

#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>
long g_nNum;
unsigned int __stdcall Fun(void *pPM);
const int THREAD_NUM = 10;
//事件與關鍵段
HANDLE  g_hThreadEvent;
CRITICAL_SECTION g_csThreadCode;
int main()
{
    printf("     經典線程同步 事件Event\n");
    printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");
    //初始化事件和關鍵段 自動置位,初始無觸發的匿名事件
    g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
    InitializeCriticalSection(&g_csThreadCode);

    HANDLE  handle[THREAD_NUM];
    g_nNum = 0;
    int i = 0;
    while (i < THREAD_NUM)
    {
        handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
        WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE); //等待事件被觸發
        i++;
    }
    WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);

    //銷毀事件和關鍵段
    CloseHandle(g_hThreadEvent);
    DeleteCriticalSection(&g_csThreadCode);
    return 0;
}
unsigned int __stdcall Fun(void *pPM)
{
    int nThreadNum = *(int *)pPM;
    SetEvent(g_hThreadEvent); //觸發事件

    Sleep(50);//some work should to do

    EnterCriticalSection(&g_csThreadCode);
    g_nNum++;
    Sleep(0);//some work should to do
    printf("線程編號為%d  全局資源值為%d\n", nThreadNum, g_nNum);
    LeaveCriticalSection(&g_csThreadCode);
    return 0;
}

運行結果如下圖：

可以看出來，經典線線程同步問題已經圓滿的解決了——線程編號的輸出沒有重復，說明主線程與子線程達到了同步。全局資源的輸出是遞增的，說明各子線程已經互斥的訪問和輸出該全局資源。

 

現在我們知道了如何使用事件，但學習就應該要深入的學習，何況微軟給事件還提供了PulseEvent()函數，所以接下來再繼續深挖下事件Event，看看它還有什么秘密沒。

先來看看這個函數的原形：

第五個PulseEvent

函數功能：將事件觸發后立即將事件設置為未觸發，相當於觸發一個事件脈沖。

函數原型：BOOLPulseEvent(HANDLEhEvent);

函數說明：這是一個不常用的事件函數，此函數相當於SetEvent()后立即調用ResetEvent();此時情況可以分為兩種：

1.對於手動置位事件，所有正處於等待狀態下線程都變成可調度狀態。

2.對於自動置位事件，所有正處於等待狀態下線程只有一個變成可調度狀態。

此后事件是末觸發的。該函數不穩定，因為無法預知在調用PulseEvent ()時哪些線程正處於等待狀態。

 

       下面對這個觸發一個事件脈沖PulseEvent ()寫一個例子，主線程啟動7個子線程，其中有5個線程Sleep(10)后對一事件調用等待函數（稱為快線程），另有2個線程Sleep(100)后也對該事件調用等待函數（稱為慢線程）。主線程啟動所有子線程后再Sleep(50)保證有5個快線程都正處於等待狀態中。此時若主線程觸發一個事件脈沖，那么對於手動置位事件，這5個線程都將順利執行下去。對於自動置位事件，這5個線程中會有中一個順利執行下去。而不論手動置位事件還是自動置位事件，那2個慢線程由於Sleep(100)所以會錯過事件脈沖，因此慢線程都會進入等待狀態而無法順利執行下去。

代碼如下：

//使用PluseEvent()函數
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>
HANDLE  g_hThreadEvent;
//快線程
unsigned int __stdcall FastThreadFun(void *pPM)
{
    Sleep(10); //用這個來保證各線程調用等待函數的次序有一定的隨機性
    printf("%s 啟動\n", (PSTR)pPM);
    WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);
    printf("%s 等到事件被觸發 順利結束\n", (PSTR)pPM);
    return 0;
}
//慢線程
unsigned int __stdcall SlowThreadFun(void *pPM)
{
    Sleep(100);
    printf("%s 啟動\n", (PSTR)pPM);
    WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);
    printf("%s 等到事件被觸發 順利結束\n", (PSTR)pPM);
    return 0;
}
int main()
{
    printf("  使用PluseEvent()函數\n");
    printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");

    BOOL bManualReset = FALSE;
    //創建事件 第二個參數手動置位TRUE，自動置位FALSE
    g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, bManualReset, FALSE, NULL);
    if (bManualReset == TRUE)
        printf("當前使用手動置位事件\n");
    else
        printf("當前使用自動置位事件\n");

    char szFastThreadName[5][30] = {"快線程1000", "快線程1001", "快線程1002", "快線程1003", "快線程1004"};
    char szSlowThreadName[2][30] = {"慢線程196", "慢線程197"};

    int i;
    for (i = 0; i < 5; i++)
        _beginthreadex(NULL, 0, FastThreadFun, szFastThreadName[i], 0, NULL);
    for (i = 0; i < 2; i++)
        _beginthreadex(NULL, 0, SlowThreadFun, szSlowThreadName[i], 0, NULL);

    Sleep(50); //保證快線程已經全部啟動
    printf("現在主線程觸發一個事件脈沖 - PulseEvent()\n");
    PulseEvent(g_hThreadEvent);//調用PulseEvent()就相當於同時調用下面二句
    //SetEvent(g_hThreadEvent);
    //ResetEvent(g_hThreadEvent);

    Sleep(3000);
    printf("時間到，主線程結束運行\n");
    CloseHandle(g_hThreadEvent);
    return 0;
}

對自動置位事件，運行結果如下：

對手動置位事件，運行結果如下：

 

 

最后總結下事件Event

1．事件是內核對象，事件分為手動置位事件和自動置位事件。事件Event內部它包含一個使用計數（所有內核對象都有），一個布爾值表示是手動置位事件還是自動置位事件，另一個布爾值用來表示事件有無觸發。

2．事件可以由SetEvent()來觸發，由ResetEvent()來設成未觸發。還可以由PulseEvent()來發出一個事件脈沖。

3．事件可以解決線程間同步問題，因此也能解決互斥問題。

 

后面二篇《秒殺多線程第七篇 經典線程同步 互斥量Mutex》和《秒殺多線程第八篇 經典線程同步 信號量Semaphore》將介紹如何使用互斥量和信號量來解決這個經典線程同步問題。歡迎大家繼續秒殺多線程之旅。

 

轉載請標明出處，原文地址：http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7445233

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