四种进程或线程同步互斥的控制方法
解决进程互斥的基本方法
解决进程互斥的基本方法
1. 使用互斥量：进程间共享资源时，应该使用互斥量（Mutex）来保证同一时刻只有一个进程可以访问资源。
当一个进程通过互斥量获取资源访问权后，其他进程会被阻塞，直到该进程释放资源。
2. 使用信号量：信号量（Semaphore）是一个计数器，用于表示可供多个进程同时访问的资源数量。
进程可以通过信号量来获取或释放对共享资源的控制权。
3. 使用临界区：临界区是某些代码片段，它们访问共享资源并需要保证同一时刻只有一个进程可以进入该区域。
在进入临界区之前应该获取锁，临界区代码执行完成后，应该释放锁。
4. 使用管程：管程是一种高级同步机制，它封装了共享变量和对它们的访问操作。
在管程中，进程通过调用管程中的方法来获取或释放对共享资源的控制权。
5. 使用消息队列：消息队列是一种进程间通信机制，它允许进程发送和接收消息。
为了避免对共享资源的互斥访问，进程可以通过消息队列来传递消息，而不是直接访问共享资源。
进程间同步的几种方法
进程间同步的几种方法进程间同步是指两个或多个进程之间进行协调，以确保它们能够正确地执行。
这是多任务操作系统中的重要问题，因为进程之间共享资源，包括内存、文件和网络连接等。
进程同步的关键是确保一组进程在处理共享资源时，能够避免发生竞态条件（Race Condition）和死锁（Deadlock）。
竞态条件指多个进程同时访问共享资源，导致不正确的结果。
死锁指多个进程互相等待，导致它们都无法继续执行。
1. 互斥锁互斥锁是最常见的同步方法之一，它被用来保护共享资源，确保同一时刻只有一个进程可以访问它。
当一个进程获取了锁，其他进程必须等待，直到锁被释放。
在 POSIX 系统中，互斥锁可以通过 pthread_mutex_t 数据类型实现。
我们可以使用pthread_mutex_init() 函数初始化锁，使用 pthread_mutex_lock() 函数获取锁，使用pthread_mutex_unlock() 函数释放锁。
下面是一个例子，展示了如何使用互斥锁同步两个进程对共享变量的访问：```c#include <pthread.h>#include <stdio.h>int count = 0;pthread_mutex_t lock;void *increment(void *arg) {for (int i = 0; i < 1000000; i++) {pthread_mutex_lock(&lock); // 获取锁count++;pthread_mutex_unlock(&lock); // 释放锁}return NULL;}在上面的例子中，我们创建了两个线程，它们分别对共享变量 count 进行了一百万次的递增操作。
我们使用了互斥锁来保护 count 变量，确保同一时刻只有一个线程可以访问它。
2. 信号量3. 条件变量条件变量可以被用来支持更高级的同步机制，如互斥锁和信号量。
C++中多线程的四种控制方法
C++中多线程的四种控制⽅法四种进程或线程同步互斥的控制⽅法1、临界区:通过对多线程的串⾏化来访问公共资源或⼀段代码，速度快，适合控制数据访问。
2、互斥量:为协调共同对⼀个共享资源的单独访问⽽设计的。
3、信号量:为控制⼀个具有有限数量⽤户资源⽽设计。
4、事件:⽤来通知线程有⼀些事件已发⽣，从⽽启动后继任务的开始。
临界区（Critical Section） 保证在某⼀时刻只有⼀个线程能访问数据的简便办法。
在任意时刻只允许⼀个线程对共享资源进⾏访问。
如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有⼀个线程进⼊后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并⼀直持续到进⼊临界区的线程离开。
临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到⽤原⼦⽅式操作共享资源的⽬的。
临界区包含两个操作原语： EnterCriticalSection（）进⼊临界区 LeaveCriticalSection（）离开临界区 EnterCriticalSection（）语句执⾏后代码将进⼊临界区以后⽆论发⽣什么，必须确保与之匹配的 LeaveCriticalSection（）都能够被执⾏到。
否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。
虽然临界区同步速度很快，但却只能⽤来同步本进程内的线程，⽽不可⽤来同步多个进程中的线程。
MFC提供了很多功能完备的类，我⽤MFC实现了临界区。
MFC为临界区提供有⼀个 CCriticalSection类，使⽤该类进⾏线程同步处理是⾮常简单的。
只需在线程函数中⽤CCriticalSection类成员函数 Lock（）和UnLock（）标定出被保护代码⽚段即可。
Lock（）后代码⽤到的资源⾃动被视为临界区内的资源被保护。
UnLock后别的线程才能访问这些资源。
互斥量（Mutex） 互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有⼀个，因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。
临界区 互斥量 事件 信号量
临界区互斥量事件信号量临界区、互斥量、事件、信号量是操作系统中常用的同步机制，用于保证多个进程或线程之间的协调和同步。
下面将分别介绍这四种同步机制的概念和应用。
临界区是指一段代码，在同一时刻只能被一个进程或线程访问。
当多个进程或线程同时访问临界区时，可能会出现竞态条件，导致程序出错。
为了避免这种情况，可以使用互斥量来实现临界区的互斥访问。
互斥量是一种同步对象，用于保护共享资源的访问。
当一个进程或线程需要访问共享资源时，需要先获取互斥量的锁，如果锁已经被其他进程或线程占用，则需要等待。
当访问完成后，需要释放互斥量的锁，以便其他进程或线程可以访问共享资源。
事件是一种同步对象，用于通知进程或线程发生了某个事件。
当一个进程或线程需要等待某个事件发生时，可以使用事件进行同步。
当事件发生时，操作系统会通知等待该事件的进程或线程，以便它们可以继续执行。
信号量是一种同步对象，用于控制进程或线程的访问数量。
当一个进程或线程需要访问某个资源时，需要先获取信号量的值，如果值为0，则需要等待。
当访问完成后，需要释放信号量的值，以便其他进程或线程可以访问该资源。
在实际应用中，临界区、互斥量、事件、信号量都有广泛的应用。
例如，在多线程编程中，可以使用互斥量来保护共享资源的访问，以避免竞态条件。
在操作系统中，可以使用事件来实现进程间的通信，以便进程可以协调工作。
在分布式系统中，可以使用信号量来控制进程或线程的访问数量，以避免系统过载。
临界区、互斥量、事件、信号量是操作系统中常用的同步机制，它们可以保证多个进程或线程之间的协调和同步，从而提高系统的可靠性和性能。
在实际应用中，需要根据具体的场景选择合适的同步机制，以便实现最优的系统设计。
线程互斥的几种方式
线程互斥的几种方式
线程互斥是多线程编程中非常重要的概念，它可以使多个线程在共享数据时避免竞争和冲突。
以下是几种常见的线程互斥的方式：
1. 临界区：在多线程程序中，临界区是指一段代码，同一时间只能被一个线程执行。
为了实现临界区，可以使用锁或者信号量等同步机制。
2. 互斥锁：互斥锁是一种最常用的同步机制，它可以保护共享资源不被多个线程同时访问。
在使用互斥锁时，需要先申请锁，如果锁被其他线程占用，则当前线程会被阻塞，直到锁被释放为止。
3. 信号量：信号量是一种计数器，用于多个线程之间的同步和互斥。
当一个线程想要访问共享资源时，需要先申请信号量，如果信号量的值大于0，则可以继续执行。
如果信号量的值为0，则当前线程会被阻塞。
4. 读写锁：读写锁是一种特殊的锁，它可以提高对共享资源的并发访问效率。
当多个线程需要读取共享资源时，可以同时获取读锁，而当有一个线程需要写入共享资源时，则需要获取写锁，此时其他线程的读写操作都会被阻塞。
5. 条件变量：条件变量是一种同步机制，它可以使线程在某个条件下等待或唤醒。
当共享资源不满足某个条件时，线程可以通过等待条件变量来阻塞自己，直到条件满足后再被唤醒。
以上几种方式都是实现线程互斥的常见方法，具体的选择要根
据实际情况和需求来决定。
线程同步互斥的方法
线程同步互斥的方法
线程同步和互斥是为了保证多个线程之间的资源访问的正确性和顺序性。
以下是一些常见的线程同步互斥的方法：
1. 互斥锁（Mutex）：互斥锁是一种最基本的线程同步方法，它保证了在同一时刻只有一个线程可以访问某个资源。
当一个线程获得互斥锁之后，其他线程必须等待该线程释放锁之后才能继续访问。
2. 信号量（Semaphore）：信号量是一种更为灵活的线程同步方法。
它可以实现多个线程之间的互斥和同步，可以控制同时访问某个资源的线程数量。
3. 条件变量（Condition）：条件变量是一种线程同步方法，它可以实现多个线程之间的协调和通信。
线程可以通过条件变量等待某个条件的满足，当条件满足时，其他线程可以通过条件变量来通知等待的线程。
4. 原子操作（Atomic Operation）：原子操作是一种最轻量级的线程同步方法，它可以保证某个操作的执行是不可分割的，不会被其他线程打断。
原子操作通常使用特殊的CPU指令来实现。
5. 读写锁（ReadWriteLock）：读写锁是一种用于读写操作的线程同步方法。
它允许多个线程同时读取某个资源，但是只有一个线程可以写入资源。
读写锁可以提高多线程读操作的并发性能。
以上是一些常见的线程同步互斥的方法，根据具体的场景和需求，选择合适的方法可以提高多线程程序的性能和稳定性。
详解进程同步与互斥机制
详解进程同步与互斥机制⽬录⼀、什么是进程同步⼆、什么是进程互斥三、常见的进程同步与互斥机制⼀、什么是进程同步在多道批处理系统中，多个进程是可以并发执⾏的，但由于系统的资源有限，进程的执⾏不是⼀贯到底的，⽽是⾛⾛停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。
那么，进程的异步性会带来什么问题呢？举个例⼦，如果有 A、B 两个进程分别负责读和写数据的操作，这两个线程是相互合作、相互依赖的。
那么写数据应该发⽣在读数据之前。
⽽实际上，由于异步性的存在，可能会发⽣先读后写的情况，⽽此时由于缓冲区还没有被写⼊数据，读进程 A 没有数据可读，因此读进程 A 被阻塞。
进程同步（synchronization）就是⽤来解决这个问题的。
从上⾯的例⼦我们能看出，⼀个进程的执⾏可能影响到另⼀个进程的执⾏，所谓进程同步就是指协调这些完成某个共同任务的并发线程，在某些位置上指定线程的先后执⾏次序、传递信号或消息。
再举个⽣活中的进程同步的例⼦，你想要喝热⽔，于是你打了⼀壶⽔开始烧，在这壶⽔烧开之前，你只能⼀直等着，⽔烧开之后⽔壶⾃然会发⽣响声提醒你来喝⽔，于是你就可以喝⽔了。
就是说⽔烧开这个事情必须发⽣在你喝⽔之前。
注意不要把进程同步和进程调度搞混了：进程调度是为了最⼤程度的利⽤ CPU 资源，选⽤合适的算法调度就绪队列中的进程。
进程同步是为了协调⼀些进程以完成某个任务，⽐如读和写，你肯定先写后读，不能先读后写吧，这就是进程同步做的事情了，指定这些进程的先后执⾏次序使得某个任务能够顺利完成。
⼆、什么是进程互斥同样的，也是因为进程的并发性，并发执⾏的线程不可避免地需要共享⼀些系统资源，⽐如内存、打印机、摄像头等。
举个例⼦：我们去学校打印店打印论⽂，你按下了 WPS 的 “打印” 选项，于是打印机开始⼯作。
你的论⽂打印到⼀半时，另⼀位同学按下了 Word 的 “打印” 按钮，开始打印他⾃⼰的论⽂。
想象⼀下如果两个进程可以随意的、并发的共享打印机资源，会发⽣什么情况？显然，两个进程并发运⾏，导致打印机设备交替的收到 WPS 和 Word 两个进程发来的打印请求，结果两篇论⽂的内容混杂在⼀起了。
进程同步与互斥 总结
进程同步与互斥总结
进程同步和互斥是操作系统中非常重要的概念，它们都是为了保证多个进程能够在正确的时间顺序和正确的方式下运行。
进程同步是指多个进程之间协调执行的过程，而互斥是指多个进程之间竞争有限资源的过程。
以下是关于进程同步与互斥的一些总结：
1. 进程同步方式：
- 信号量：通过对共享资源的访问进行限制，实现多个进程之间的同步。
- 互斥锁：通过对共享资源的访问进行互斥，实现多个进程之间的同步。
- 条件变量：通过对进程状态的检查，实现多个进程之间的同步。
2. 进程互斥方式：
- 临界区：多个进程同时访问共享资源时，只允许一个进程访问。
- 互斥量：多个进程同时访问共享资源时，通过加锁和解锁来实现互斥。
- 读写锁：多个进程同时访问共享资源时，允许多个进程同时读取，但只允许一个进程写入。
3. 进程同步与互斥的优缺点：
- 信号量：优点是可以同时处理多个进程，缺点是容易出现死锁。
- 互斥锁：优点是简单易用，缺点是只能处理两个进程之间的同步。
- 条件变量：优点是可以检查进程状态，缺点是只能处理两个进
程之间的同步。
- 临界区：优点是简单易用，缺点是只能处理两个进程之间的同步。
- 互斥量：优点是可以同时处理多个进程，缺点是容易出现死锁。
- 读写锁：优点是可以允许多个进程同时读取，缺点是会出现写入延迟的问题。
综上所述，进程同步与互斥是操作系统中非常重要的概念，需要根据具体的场景选择适合的同步方式或互斥方式来保证多个进程之
间的协调执行和有限资源的竞争。
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四种进程或线程同步互斥的控制方法1、临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
2、互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。
3、信号量:为控制一个具有有限数量用户资源而设计。
4、事件:用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。
一临界区临界区的使用在线程同步中应该算是比较简单，说它简单还是说它同后面讲到的其它方法相比更容易理解。
举个简单的例子：比如说有一个全局变量（公共资源）两个线程都会对它进行写操作和读操作，如果我们在这里不加以控制，会产生意想不到的结果。
假设线程A 正在把全局变量加1然后打印在屏幕上，但是这时切换到线程B，线程B又把全局变量加1然后又切换到线程A，这时候线程A打印的结果就不是程序想要的结果，也就产生了错误。
解决的办法就是设置一个区域，让线程A在操纵全局变量的时候进行加锁，线程B如果想操纵这个全局变量就要等待线程A释放这个锁，这个也就是临界区的概念。
二互斥体windows api中提供了一个互斥体，功能上要比临界区强大。
也许你要问，这个东东和临界区有什么区别，为什么强大？它们有以下几点不一致：1.critical section是局部对象，而mutex是核心对象。
因此像waitforsingleobject是不可以等待临界区的。
2.critical section是快速高效的，而mutex同其相比要慢很多3.critical section使用围是单一进程中的各个线程，而mutex由于可以有一个名字，因此它是可以应用于不同的进程，当然也可以应用于同一个进程中的不同线程。
4.critical section 无法检测到是否被某一个线程释放，而mutex在某一个线程结束之后会产生一个abandoned的信息。
同时mutex只能被拥有它的线程释放。
下面举两个应用mutex 的例子，一个是程序只能运行一个实例，也就是说同一个程序如果已经运行了，就不能再运行了；另一个是关于非常经典的哲学家吃饭问题的例子。
三事件事件对象的特点是它可以应用在重叠I/O（overlapped I/0）上，比如说socket编程中有两种模型，一种是重叠I/0，一种是完成端口都是可以使用事件同步。
它也是核心对象，因此可以被waitforsingleobje这些函数等待；事件可以有名字，因此可以被其他进程开启。
四信号量semaphore的概念理解起来可能要比mutex还难，我先简单说一下创建信号量的函数，因为我在开始使用的时候没有很快弄清楚，可能现在还有理解不对的地方，如果有错误还是请大侠多多指教。
CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, // SDLONG lInitialCount, // initial countLONG lMaximumCount, // maximum countLPCTSTR lpName // object name)第一个参数是安全性，可以使用默认的安全性选项NULL；第二个和第三个参数是两个long 型的数值，它们表示什么含义呢？lMaxinumCount表示信号量的最大值，必须要大于零。
比如是5就表示可以有5个进程或者线程使用，如果第六个进程或者线程想使用的话就必须进入等待队列等待有进程或者线程释放资源。
lInitalCount表示信号量的初始值，应该大于或者等于零小于等于lMaximumCount。
如果lInitialCount = 0 && lMaximumCount == 5，那么就表示当前资源已经全部被使用，如果再有进程或者线程想使用的话，信号量就会变成－1，该进程或者线程进入等待队列，直到有进程或者线程执行ReleaseMutex;如果lInitialCount = 5 && lMaximumCount == 5，那么就表示现在信号量可以被进程或者线程使用5次，再之后就要进行等待；如果InitialCount = 2 && MaximumCount == 5这样的用法不太常见，表示还可以调用两次CreateSemaphore或者OpenSemaphore，再调用的话就要进入等待状态。
最后一个参数表示这个信号量的名字，这样就可以跨进程的时候通过这个名字OpenSemaphore。
总结：1．互斥量与临界区的作用非常相似，但互斥量是可以命名的，也就是说它可以跨越进程使用。
所以创建互斥量需要的资源更多，所以如果只为了在进程部是用的话使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量。
因为互斥量是跨进程的互斥量一旦被创建，就可以通过名字打开它。
2．互斥量（Mutex），信号灯（Semaphore），事件（Event）都可以被跨越进程使用来进行同步数据操作，而其他的对象与数据同步操作无关，但对于进程和线程来讲，如果进程和线程在运行状态则为无信号状态，在退出后为有信号状态。
所以可以使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。
3．通过互斥量可以指定资源被独占的方式使用，但如果有下面一种情况通过互斥量就无法处理，比如现在一位用户购买了一份三个并发访问许可的数据库系统，可以根据用户购买的访问许可数量来决定有多少个线程/进程能同时进行数据库操作，这时候如果利用互斥量就没有办法完成这个要求，信号灯对象可以说是一种资源计数器。
六。
CreateMutex()与CreateEvent() 区别使用CreateMutex()来产生一个Mutex物件，而传入的Mutex名称字串用以区别不同的Mutex，也就是说，不管是哪个Process/Thread，只要传入的名称叁数是相同的一个字串，那CreateMutex()传回值(hMutex, handle of Mutex)会指向相同的一个Mutex物件。
这和Event物件相同。
然而Mutex和Event有很大的不同，Mutex有Owner的概念，如果Mutex 为ThreadA所拥有，那麽ThreadA执行WaitForSingleObject()时，并不会停下来，而会立即传回WAIT_OBJECT_0，而其他的Thread执行WaitForSingleObject()则会停下来，直到Mutex的所有权被Release出来或Time Out。
如果一个Thread已取得Mutex的所有权，而它呼叫WaitForSingleObject()n 次，则也要使用ReleaseMutex n次才能够将Mutex的拥有权放弃，这和Event也不同，而且，非Mutex拥有者呼叫ReleaseMutex也不会有任何作用。
而每次以WaitForSingleObject呼叫一次，Mutex会有一个计数器会加一，ReleaseMutex成功会减一，直到Mutex的计数器为0之後，系统才会将之去除。
临界区（Critical Section）保证在某一时刻只有一个线程能访问数据的简便办法。
在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。
如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。
临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。
临界区包含两个操作原语：EnterCriticalSection（）进入临界区LeaveCriticalSection（）离开临界区EnterCriticalSection（）语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么，必须确保与之匹配的LeaveCriticalSection（）都能够被执行到。
否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。
虽然临界区同步速度很快，但却只能用来同步本进程的线程，而不可用来同步多个进程中的线程。
MFC提供了很多功能完备的类，我用MFC实现了临界区。
MFC为临界区提供有一个CCriticalSection类，使用该类进行线程同步处理是非常简单的。
只需在线程函数中用CCriticalSection类成员函数Lock（）和UnLock（）标定出被保护代码片段即可。
Lock（）后代码用到的资源自动被视为临界区的资源被保护。
UnLock后别的线程才能访问这些资源。
互斥量（Mutex）互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个，因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。
当前占据资源的线程在任务处理完后应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。
互斥量比临界区复杂。
因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。
互斥量包含的几个操作原语：CreateMutex（）创建一个互斥量OpenMutex（）打开一个互斥量ReleaseMutex（）释放互斥量WaitForMultipleObjects（）等待互斥量对象同样MFC为互斥量提供有一个CMutex类。
使用CMutex类实现互斥量操作非常简单，但是要特别注意对CMutex的构造函数的调用CMutex( BOOL bInitiallyOwn = FALSE, LPCTSTR lpszName = NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute = NULL)不用的参数不能乱填，乱填会出现一些意想不到的运行结果。
信号量（Semaphores）信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。
它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。
它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。
在用CreateSemaphore（）创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。
一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1，只要当前可用资源计数是大于0的，就可以发出信号量信号。
但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。
线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore（）函数将当前可用资源计数加1。
在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。
PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。
信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。