信号量，互斥量，臨界區和事件的差別

四種程序或線程同步互斥的控制方法

1、臨界區:通過對多線程的串行化來通路公共資源或一段代碼，速度快，适合控制資料通路。

2、互斥量:為協調共同對一個共享資源的單獨通路而設計的。

3、信号量:為控制一個具有有限數量使用者資源而設計。

4、事 件:用來通知線程有一些事件已發生，進而啟動後繼任務的開始。

臨界區（Critical Section）

保證在某一時刻隻有一個線程能通路資料的簡便辦法。在任意時刻隻允許一個線程對共享資源進行通路。如果有多個線程試圖同時通路臨界區，那麼在有一個線 程進入後其他所有試圖通路此臨界區的線程将被挂起，并一直持續到進入臨界區的線程離開。臨界區在被釋放後，其他線程可以繼續搶占，并以此達到用原子方式操 作共享資源的目的。

臨界區包含兩個操作原語：

EnterCriticalSection（） 進入臨界區

LeaveCriticalSection（） 離開臨界區

EnterCriticalSection（）語句執行後代碼将進入臨界區以後無論發生什麼，必須確定與之比對的 LeaveCriticalSection（）都能夠被執行到。否則臨界區保護的共享資源将永遠不會被釋放。雖然臨界區同步速度很快，但卻隻能用來同步本 程序内的線程，而不可用來同步多個程序中的線程。

MFC提供了很多功能完備的類，我用MFC實作了臨界區。MFC為臨界區提供有一個CCriticalSection類，使用該類進行線程同步處理是 非常簡單的。隻需線上程函數中用CCriticalSection類成員函數Lock（）和UnLock（）标定出被保護代碼片段即可。Lock（）後代 碼用到的資源自動被視為臨界區内的資源被保護。UnLock後别的線程才能通路這些資源。

互斥量（Mutex）

互斥量跟臨界區很相似，隻有擁有互斥對象的線程才具有通路資源的權限，由于互斥對象隻有一個，是以就決定了任何情況下此共享資源都不會同時被多個線程 所通路。目前占據資源的線程在任務處理完後應将擁有的互斥對象交出，以便其他線程在獲得後得以通路資源。互斥量比臨界區複雜。因為使用互斥不僅僅能夠在同 一應用程式不同線程中實作資源的安全共享，而且可以在不同應用程式的線程之間實作對資源的安全共享。

互斥量包含的幾個操作原語：

CreateMutex（） 建立一個互斥量

OpenMutex（） 打開一個互斥量

ReleaseMutex（） 釋放互斥量

WaitForMultipleObjects（） 等待互斥量對象

同樣MFC為互斥量提供有一個CMutex類。使用CMutex類實作互斥量操作非常簡單，但是要特别注意對CMutex的構造函數的調用

CMutex( BOOL bInitiallyOwn = FALSE, LPCTSTR lpszName = NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute = NULL)

不用的參數不能亂填，亂填會出現一些意想不到的運作結果。

信号量（Semaphores）

信号量對象對線程的同步方式與前面幾種方法不同，信号允許多個線程同時使用共享資源，這與作業系統中的PV操作相同。它指出了同時通路共享資源的線程 最大數目。它允許多個線程在同一時刻通路同一資源，但是需要限制在同一時刻通路此資源的最大線程數目。在用CreateSemaphore（）建立信号量 時即要同時指出允許的最大資源計數和目前可用資源計數。一般是将目前可用資源計數設定為最大資源計數，每增加一個線程對共享資源的通路，目前可用資源計數 就會減1，隻要目前可用資源計數是大于0的，就可以發出信号量信号。但是目前可用計數減小到0時則說明目前占用資源的線程數已經達到了所允許的最大數目， 不能在允許其他線程的進入，此時的信号量信号将無法發出。線程在處理完共享資源後，應在離開的同時通過ReleaseSemaphore（）函數将目前可 用資源計數加1。在任何時候目前可用資源計數決不可能大于最大資源計數。

PV操作及信号量的概念都是由荷蘭科學家E.W.Dijkstra提出的。信号量S是一個整數，S大于等于零時代表可供并發程序使用的資源實體數，但S小于零時則表示正在等待使用共享資源的程序數。

P操作 申請資源：

（1）S減1；

（2）若S減1後仍大于等于零，則程序繼續執行；

（3）若S減1後小于零，則該程序被阻塞後進入與該信号相對應的隊列中，然後轉入程序排程。

V操作 釋放資源：

（1）S加1；

（2）若相加結果大于零，則程序繼續執行；

（3）若相加結果小于等于零，則從該信号的等待隊列中喚醒一個等待程序，然後再傳回原程序繼續執行或轉入程序排程。

信号量包含的幾個操作原語：

CreateSemaphore（） 建立一個信号量

OpenSemaphore（） 打開一個信号量

ReleaseSemaphore（） 釋放信号量

WaitForSingleObject（） 等待信号量

事件（Event）

事件對象也可以通過通知操作的方式來保持線程的同步。并且可以實作不同程序中的線程同步操作。

CreateEvent（） 建立一個信号量

OpenEvent（） 打開一個事件

SetEvent（） 回置事件

WaitForSingleObject（） 等待一個事件

WaitForMultipleObjects（）　　　　　　　　 等待多個事件

WaitForMultipleObjects 函數原型：

WaitForMultipleObjects（

IN DWORD nCount, // 等待句柄數

IN CONST HANDLE *lpHandles, //指向句柄數組

IN BOOL bWaitAll, //是否完全等待标志

IN DWORD dwMilliseconds //等待時間

）

參數nCount指定了要等待的核心對象的數目，存放這些核心對象的數組由lpHandles來指向。fWaitAll對指定的這nCount個核心 對象的兩種等待方式進行了指定，為TRUE時當所有對象都被通知時函數才會傳回，為FALSE則隻要其中任何一個得到通知就可以傳回。 dwMilliseconds在這裡的作用與在WaitForSingleObject（）中的作用是完全一緻的。如果等待逾時，函數将傳回 WAIT_TIMEOUT。

總結：

1． 互斥量與臨界區的作用非常相似，但互斥量是可以命名的，也就是說它可以跨越程序使用。是以建立互斥量需要的資源更多，是以如果隻為了在程序内部是用的話使 用臨界區會帶來速度上的優勢并能夠減少資源占用量。因為互斥量是跨程序的互斥量一旦被建立，就可以通過名字打開它。

2． 互斥量（Mutex），信号燈（Semaphore），事件（Event）都可以被跨越程序使用來進行同步資料操作，而其他的對象與資料同步操作無關，但 對于程序和線程來講，如果程序和線程在運作狀态則為無信号狀态，在退出後為有信号狀态。是以可以使用WaitForSingleObject來等待程序和 線程退出。

3． 通過互斥量可以指定資源被獨占的方式使用，但如果有下面一種情況通過互斥量就無法處理，比如現在一位使用者購買了一份三個并發通路許可的資料庫系統，可以根 據使用者購買的通路許可數量來決定有多少個線程/程序能同時進行資料庫操作，這時候如果利用互斥量就沒有辦法完成這個要求，信号燈對象可以說是一種資源計數 器。