多线程同步方法及比较
多线程同步方法及比较
多线程同步方法：
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:为协调一起对一个共享资源的单独访问而设计的。.
3.信号量:为控制一个具备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）..
确保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。假如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任何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，其他线程能够继续抢占，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，必须确保和之匹配的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为临界区提供有一个CCriticalSection类，使用该类进行线程同步处理是很简单的。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。.
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互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具备访问资源的权限，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。因为使用互斥不但仅能够在同一应用程式不同线程中实现资源的安全共享，而且能够在不同应用程式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。
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信号量对象对线程的同步方式和前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这和操作系统中的PV操作相同。他指出了同时访问共享资源的线程最大数目。他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配置为最大资源计数，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，就能够发出信号量信号。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。
信号量包含的几个操作原语：
CreateSemaphore（）创建一个信号量
OpenSemaphore（）打开一个信号量
ReleaseSemaphore（）释放信号量
WaitForSingleObject（）等待信号量
信号量的使用特点使其更适用于对Socket（套接字）程式中线程的同步。例如，网络上的HTTP服务器要对同一时间内访问同一页面的用户数加以限制，这时能够为每一个用户对服务器的页面请求配置一个线程，而页面则是待保护的共享资源，通过使用信号量对线程的同步作用能够确保在任一时刻无论有多少用户对某一页面进行访问，只有不大于设定的最大用户数目的线程能够进行访问，而其他的访问企图则被挂起，只有在有用户退出对此页面的访问后才有可能进入。
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事件（Event）
事件对象也能够通过通知操作的方式来保持线程的同步。并且能够实现不同进程中的线程同步操作。。
信号量包含的几个操作原语：
CreateEvent（）创建一个信号量
OpenEvent（）打开一个事件
SetEvent（）回置事件
WaitForSingleObject（）等待一个事件
WaitForMultipleObjects（）等待多个事件
事件能够实现不同进程中的线程同步操作，并且能够方便的实现多个线程的优先比较等待操作，例如写多个WaitForSingleObject来代替WaitForMultipleObjects从而使编程更加灵活。
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1．互斥量和临界区的作用很相似，但互斥量是能够命名的，也就是说他能够跨越进程使用。所以创建互斥量需要的资源更多，所以假如只为了在进程内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，就能够通过名字打开他。!
2．互斥量（Mutex），信号灯（Semaphore），事件（Event）都能够被跨越进程使用来进行同步数据操作，而其他的对象和数据同步操作无关，但对于进程和线程来讲，假如
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。所以能够使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。
3．通过互斥量能够指定资源被独占的方式使用，但假如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，能够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，这时候假如利用互斥量就没有办法完成这个需要，信号灯对象能够说是一种资源计数器。
解决多线程中11个常见问题
并发危险 解决多线程代码中的11 个常见的问题 Joe Duffy 本文将介绍以下内容：?基本并发概念 ?并发问题和抑制措施 ?实现安全性的模式?横切概念本文使用了以下技术： 多线程、.NET Framework 目录 数据争用 忘记同步 粒度错误 读写撕裂 无锁定重新排序 重新进入 死锁 锁保护 戳记 两步舞曲 优先级反转 实现安全性的模式 不变性 纯度 隔离 并发现象无处不在。服务器端程序长久以来都必须负责处理基本并发编程模型，而随着多核处理器的日益普及，客户端程序也将需要执行一些任务。随着并发操作的不断增加，有关确保安全的问题也浮现出来。也就是说，在面对大量逻辑并发操作和不断变化的物理硬件并行性程度时，程序必须继续保持同样级别的稳定性和可靠性。 与对应的顺序代码相比，正确设计的并发代码还必须遵循一些额外的规则。对内存的读写以及对共享资源的访问必须使用同步机制进行管制，以防发生冲突。另外，通常有必要对线程进行协调以协同完成某项工作。 这些附加要求所产生的直接结果是，可以从根本上确保线程始终保持一致并且保证其顺利向前推进。同步和协调对时间的依赖性很强，这就导致了它们具有不确定性，难于进行预测和测试。 这些属性之所以让人觉得有些困难，只是因为人们的思路还未转变过来。没有可供学习的专门API，也没有可进行复制和粘贴的代码段。实际上的确有一组基础概念需要您学习和适应。很可能随着时间的推移某些语言和库会隐藏一些概念，但如果您现在就开始执行并发操作，则不会遇到这种情况。本
文将介绍需要注意的一些较为常见的挑战，并针对您在软件中如何运用它们给出一些建议。 首先我将讨论在并发程序中经常会出错的一类问题。我把它们称为“安全隐患”，因为它们很容易发现并且后果通常比较严重。这些危险会导致您的程序因崩溃或内存问题而中断。 当从多个线程并发访问数据时会发生数据争用（或竞争条件）。特别是，在一个或多个线程写入一段数据的同时，如果有一个或多个线程也在读取这段数据，则会发生这种情况。之所以会出现这种问题，是因为Windows 程序（如C++ 和Microsoft .NET Framework 之类的程序）基本上都基于共享内存概念，进程中的所有线程均可访问驻留在同一虚拟地址空间中的数据。静态变量和堆分配可用于共享。请考虑下面这个典型的例子： static class Counter { internal static int s_curr = 0; internal static int GetNext() { return s_curr++; } } Counter 的目标可能是想为GetNext 的每个调用分发一个新的唯一数字。但是，如果程序中的两个线程同时调用GetNext，则这两个线程可能被赋予相同的数字。原因是s_curr++ 编译包括三个独立的步骤： 1.将当前值从共享的s_curr 变量读入处理器寄存器。 2.递增该寄存器。 3.将寄存器值重新写入共享s_curr 变量。 按照这种顺序执行的两个线程可能会在本地从s_curr 读取了相同的值（比如42）并将其递增到某个值（比如43），然后发布相同的结果值。这样一来，GetNext 将为这两个线程返回相同的数字，导致算法中断。虽然简单语句s_curr++ 看似不可分割，但实际却并非如此。 忘记同步 这是最简单的一种数据争用情况：同步被完全遗忘。这种争用很少有良性的情况，也就是说虽然它们是正确的，但大部分都是因为这种正确性的根基存在问题。 这种问题通常不是很明显。例如，某个对象可能是某个大型复杂对象图表的一部分，而该图表恰好可使用静态变量访问，或在创建新线程或将工作排入线程池时通过将某个对象作为闭包的一部分进行传递可变为共享图表。 当对象（图表）从私有变为共享时，一定要多加注意。这称为发布，在后面的隔离上下文中会对此加以讨论。反之称为私有化，即对象（图表）再次从共享变为私有。 对这种问题的解决方案是添加正确的同步。在计数器示例中，我可以使用简单的联锁： static class Counter { internal static volatile int s_curr = 0; internal static int GetNext() { return Interlocked.Increment(ref s_curr);
实验2-2windows2000 线程同步
实验2 并发与调度 2.2 Windows 2000线程同步 (实验估计时间：120分钟) 背景知识 实验目的 工具/准备工作 实验内容与步骤 背景知识 Windows 2000提供的常用对象可分成三类：核心应用服务、线程同步和线程间通讯。其中，开发人员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，以使其共享信息并执行任务。此类对象包括互锁数据、临界段、事件、互斥体和信号等。 多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个实质性部分是协调线程使其完成应用程序的任务，为此，可利用内核中的事件对象和信号。 在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制 (见表4-1) 。 而互斥体则是另一个可命名且安全的内核对象，其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访问资源的线程创建互斥体，所有想要访问该资源的线程应该在实际执行操作之前获得互斥体，而在访问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程获得互斥体，然后接着进行下去。 与事件对象类似，互斥体容易创建、打开、使用并清除。利用CreateMutex() API 可创建互斥体，创建时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创建线程释放互斥体。
为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使用OpenMutex() API来获得指向对象的句柄；然后，线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互斥体对象发送给等待线程时，就表明该线程获得了互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问——必须设法尽快地放弃互斥体。放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMute() API。然后系统负责将互斥体拥有权传递给下一个等待着的线程(由到达时间决定顺序) 。 实验目的 在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。 1) 回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000线程的理解。 2) 了解事件和互斥体对象。 3) 通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。 4) 了解在进程中如何使用事件对象。 5) 了解在进程中如何使用互斥体对象。 6) 了解父进程创建子进程的程序设计方法。 工具/准备工作 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。 您需要做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版。 实验内容与步骤 1. 事件对象 2. 互斥体对象 1. 事件对象 清单2-1程序展示了如何在进程间使用事件。父进程启动时，利用CreateEvent() API创建一个命名的、可共享的事件和子进程，然后等待子进程向事件发出信号并终止父进程。在创建时，子进程通过OpenEvent() API打开事件对象，调用SetEvent() API使其转化为已接受信号状态。两个进程在发出信号之后几乎立即终止。 步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。 步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)
. 题目用多线程同步方法解决生产者－消费 者问题(Producer-Consumer Problem) 学院计算机科学与技术学院 专业软件工程 班级 姓名 指导教师 年月日
目录 目录 (1) 课程设计任务书 (2) 正文 (2) 1.设计目的与要求 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计要求 (2) 2.设计思想及系统平台 (2) 2.1设计思想 (2) 2.2系统平台及使用语言 (2) 3.详细算法描述 (3) 4.源程序清单 (5) 5.运行结果与运行情况 (10) 6.调试过程 (15) 7.总结 (15) 本科生课程设计成绩评定表 (16)
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院 题目: 用多线程同步方法解决生产者－消费者问题 (Producer-Consumer Problem) 初始条件： 1．操作系统：Linux 2．程序设计语言：C语言 3．有界缓冲区内设有20个存储单元，其初值为0。放入／取出的数据项按增序设定为1－20这20个整型数。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要 求） 1．技术要求： 1）为每个生产者／消费者产生一个线程，设计正确的同步算法 2）每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者／消费者线程的自定义标识符。 3）生产者和消费者各有两个以上。 4）多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2．设计说明书内容要求： 1)设计题目与要求 2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。 3）数据结构与模块说明（功能与流程图） 4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。） 5）运行结果与运行情况 （提示: （1）有界缓冲区可用数组实现。 （2）编译命令可用：cc -lpthread -o 目标文件名源文件名 （3）多线程编程方法参见附件。） 3. 调试报告： 1)调试记录 2)自我评析和总结 上机时间安排： 18周一~ 五 08：0 － 12：00 指导教师签名：年月日
java线程练习题及答案
线程与线程类 1 线程的概念 线程的概念来源于计算机的操作系统的进程的概念。进程是一个程序关于某个数据集的一次运行。也就是说，进程是运行中的程序，是程序的一次运行活动。 线程和进程的相似之处在于，线程和运行的程序都是单个顺序控制流。有些教材将线程称为轻量级进程(light weight process)。线程被看作是轻量级进程是因为它运行在一个程序的上下文内，并利用分配给程序的资源和环境。 作为单个顺序控制流，线程必须在运行的程序中得到自己运行的资源，如必须有自己的执行栈和程序计数器。线程内运行的代码只能在该上下文内。因此还有些教程将执行上下文(execution context)作为线程的同义词。 所有的程序员都熟悉顺序程序的编写，如我们编写的名称排序和求素数的程序就是顺序程序。顺序程序都有开始、执行序列和结束，在程序执行的任何时刻，只有一个执行点。线程（thread ）则是进程中的一个单个的顺序控制流。单线程的概念很简单，如图1所示。 多线程（multi-thread ）是指在单个的程序内可以同时运行多个不同的线程完成不同的任务，图2说明了一个程序中同时有两个线程运行。 图1 单线程程序示意图 图2 多线程程序示意图 有些程序中需要多个控制流并行执行。例如， for(int i = 0; i < 100; i++) System.out.println("Runner A = " + i); for(int j = 0; j < 100; j++ ) System.out.println("Runner B = "+j); 上面的代码段中，在只支持单线程的语言中，前一个循环不执行完不可能执行第二个循环。要使两个循环同时执行，需要编写多线程的程序。 很多应用程序是用多线程实现的，如Hot Java Web 浏览器就是多线程应用的例子。在Hot Java 浏览器中，你可以一边滚动屏幕，一边下载Applet 或图像，可以同时播放动画和声音等。 2 Thread 类和Runnable 接口 多线程是一个程序中可以有多段代码同时运行，那么这些代码写在哪里，如何创建线程对象呢? 首先，我们来看Java 语言实现多线程编程的类和接口。在https://www.360docs.net/doc/8b16183777.html,ng 包中定义了Runnable 接口和Thread 类。
4：一个经典的多线程同步问题汇总
一个经典的多线程同步问题 程序描述： 主线程启动10个子线程并将表示子线程序号的变量地址作为参数传递给子线程。子线程接收参数 -> sleep(50) -> 全局变量++ -> sleep(0) -> 输出参数和全局变量。 要求： 1．子线程输出的线程序号不能重复。 2．全局变量的输出必须递增。 下面画了个简单的示意图： 分析下这个问题的考察点，主要考察点有二个： 1．主线程创建子线程并传入一个指向变量地址的指针作参数，由于线程启动须要花费一定的时间，所以在子线程根据这个指针访问并保存数据前，主线程应等待子线程保存完毕后才能改动该参数并启动下一个线程。这涉及到主线程与子线程之间的同步。 2．子线程之间会互斥的改动和输出全局变量。要求全局变量的输出必须递增。这涉及到各子线程间的互斥。 下面列出这个程序的基本框架，可以在此代码基础上进行修改和验证。 //经典线程同步互斥问题 #include
HANDLE handle[THREAD_NUM]; int i = 0; while (i < THREAD_NUM) { handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL); i++;//等子线程接收到参数时主线程可能改变了这个i的值} //保证子线程已全部运行结束 WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE); return 0; } unsigned int__stdcall Fun(void *pPM) { //由于创建线程是要一定的开销的，所以新线程并不能第一时间执行到这来int nThreadNum = *(int *)pPM; //子线程获取参数 Sleep(50);//some work should to do g_nNum++; //处理全局资源 Sleep(0);//some work should to do printf("线程编号为%d 全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nNum); return 0; } 运行结果：
多线程同步操作多个窗口
多线程同步操作多个窗口 RunApp "notepad.exe" RunApp "notepad.exe" RunApp "notepad.exe" Delay 2000 Dimenv temp_Hwnd temp_Hwnd = 0 Dim str, arr, i str = Plugin.Window.Search("无标题- 记事本") arr = Split(str, "|") For i = 0 To UBound(arr) - 1 temp_Hwnd = Plugin.Window.FindEx(arr(i), 0, "Edit", 0) BeginThread WriteString While temp_Hwnd <> 0'判断多线程已经启动完毕，继续循环下一个。 Delay 500 Wend Next EndScript Function WriteString() Dim str, Hwnd Hwnd = temp_Hwnd temp_Hwnd = 0 Do str = WaitKey If Hwnd <> Plugin.Window.GetKeyFocusWnd Then Call Plugin.Bkgnd.KeyPress(Hwnd, str) End If Loop End Function 多线程多开窗口同步执行与子线程间的数值如何传递： 1.Dimenv IsThread, i 2.Dim arr_Thread() 3.For i = 0 To 2 4. IsThread = False'未启动线程 5. Redim Preserve arr_Thread(i) 6. arr_Thread(i) = BeginThread(EnterThread) 7. While IsThread = False'未启动成功，等待中 8. Delay 500 9. Wend 10. '跳出循环说明 IsThread = True，已经执行到了，循环继续启动下一个 11.Next
Java第七单元练习题-Java多线程机制
7Java多线程机制 7.1单项选择题 1. 线程调用了sleep（）方法后，该线程将进入（）状态。 A. 可运行状态 B. 运行状态 C. 阻塞状态 D. 终止状态 2. 关于java线程，下面说法错误的是（） A. 线程是以CPU为主体的行为 B. java利用线程使整个系统成为异步 C. 创建线程的方法有两种：实现Runnable接口和继承Thread类 D. 新线程一旦被创建，它将自动开始运行 3. 在java中的线程模型包含（） A. 一个虚拟处理器 B. CPU执行的代码 C. 代码操作的数据 D. 以上都是 4.在java语言中，临界区可以是一个语句块，或者是一个方法，并用（）关键字标识。 A. synchronized B. include C. import D. Thread 5. 线程控制方法中，yield()的作用是（） A. 返回当前线程的引用 B. 使比其低的优先级线程执行 C. 强行终止线程 D. 只让给同优先级线程运行 6. 线程同步中，对象的锁在（）情况下持有线程返回 A. 当synchronized()语句块执行完后 B. 当在synchronized()语句块执行中出现例外（exception）时 C. 当持有锁的线程调用该对象的wait()方法时 D. 以上都是 7. 在以下（）情况下，线程就进入可运行状态 A. 线程调用了sleep()方法时 B. 线程调用了join()方法时
C. 线程调用了yield()方法时 D. 以上都是 8. java用（）机制实现了进程之间的异步执行 A. 监视器 B. 虚拟机 C. 多个CPU D. 异步调用 类的方法中，toString()方法的作用是（） A. 只返回线程的名称 B. 返回当前线程所属的线程组的名称 C. 返回当前线程对象 D. 返回线程的名称 语言具有许多优点和特点,下列选项中,哪个反映了Java程序并行机制的特点（） A. 安全性 B. 多线程 C. 跨平台 D. 可移值 11.以下哪个关键字可以用来对对象加互斥锁？（） A. transient B. synchronized C. serialize D. static 12.下面关于进程、线程的说法不正确的是( )。 A．进程是程序的一次动态执行过程。一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程——多线程，形成多条执行线索。 B．线程是比进程更小的执行单位，是在一个进程中独立的控制流，即程序内部的控制流。线程本身不能自动运行，栖身于某个进程之中，由进程启动执行。 C．Java多线程的运行与平台无关。 D．对于单处理器系统，多个线程分时间片获取CPU或其他系统资源来运行。对于多处理器系统，线程可以分配到多个处理器中，从而真正的并发执行多任务。 7.2填空题 1.________是java程序的并发机制，它能同步共享数据、处理不同的事件。 2.线程是程序中的一个执行流，一个执行流是由CPU运行程序的代码、__________所形 成的，因此，线程被认为是以CPU为主体的行为。 3.线程的终止一般可以通过两种方法实现：自然撤销或者是__________. 4.线程模型在java中是由__________类进行定义和描述的。 5.线程的创建有两种方法：实现_________接口和继承Thread类。 6.多线程程序设计的含义是可以将程序任务分成几个________的子任务。 7.按照线程的模型，一个具体的线程也是由虚拟的CPU、代码与数据组成，其中代码与数 据构成了___________,线程的行为由它决定。 8.ava中，新建的线程调用start()方法、如(),将使线程的状态从New(新建状态)转换为 _________。 9.多线程是java程序的________机制，它能同步共享数据，处理不同事件。 10.进程是由代码、数据、内核状态和一组寄存器组成，而线程是表示程序运行状态的
四种进程或线程同步互斥的控制方法
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。 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, // SD LONG lInitialCount, // initial count LONG lMaximumCount, // maximum count LPCTSTR lpName // object name )
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)
题目 用多线程同步方法解决生产者－消费 者问题(Producer-Consume r Problem) 学院 物理学与电子信息工程学院 专业电子信息工程班级08电信本一班姓名 指导教师 2010 年12 月日
目录 目录 0 课程设计任务书 (1) 正文 (3) 1.设计目的与要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 2.设计思想及系统平台 (3) 2.1设计思想 (3) 2.2系统平台及使用语言 (3) 3.详细算法描述 (4) 4.源程序清单 (7) 5.运行结果与运行情况 (12) 6.调试过程 (16) 7.总结 (16)
课程设计任务书 题目: 用多线程同步方法解决生产者－消费者问题 (Producer-Consumer Problem) 初始条件： 1．操作系统：Linux 2．程序设计语言：C语言 3．有界缓冲区内设有20个存储单元，其初 值为0。放入／取出的数据项按增序设定为 1－20这20个整型数。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1．技术要求： 1）为每个生产者／消费者产生一个线程，设计正确的同步算法 2）每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的当前全部 内容、当前指针位置和生产者／消费者
线程的自定义标识符。 3）生产者和消费者各有两个以上。 4）多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2．设计说明书内容要求： 1)设计题目与要求 2)总的设计思想及系统平台、语言、工具 等。 3）数据结构与模块说明（功能与流程图） 4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要注明存储各个 程序及其运行结果的主机IP地址和目 录。） 5）运行结果与运行情况 （提示: （1）有界缓冲区可用数组实现。 （2）编译命令可用：cc -lpthread -o 目标文件名源文件名 （3）多线程编程方法参见附件。） 3. 调试报告： 1)调试记录 2)自我评析和总结
Windows下多线程同步机制
多线程同步机制 Critical section（临界区）用来实现“排他性占有”。适用范围是单一进程的各线程之间。它是： ·一个局部性对象，不是一个核心对象。 ·快速而有效率。 ·不能够同时有一个以上的critical section被等待。 ·无法侦测是否已被某个线程放弃。 Mutex Mutex是一个核心对象，可以在不同的线程之间实现“排他性占有”，甚至几十那些现成分属不同进程。它是： ·一个核心对象。 ·如果拥有mutex的那个线程结束，则会产生一个“abandoned”错误信息。 ·可以使用Wait…()等待一个mutex。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 ·只能被拥有它的那个线程释放（released）。 Semaphore Semaphore被用来追踪有限的资源。它是： ·一个核心对象。 ·没有拥有者。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 ·可以被任何一个线程释放（released）。 Ev ent Object Ev ent object通常使用于overlapped I/O，或用来设计某些自定义的同步对象。它是： ·一个核心对象。 ·完全在程序掌控之下。 ·适用于设计新的同步对象。 · “要求苏醒”的请求并不会被储存起来，可能会遗失掉。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 Interlocked Variable 如果Interlocked…()函数被使用于所谓的spin-lock，那么他们只是一种同步机制。所谓spin-lock是一种busy loop，被预期在极短时间内执行，所以有最小的额外负担（overhead）。系统核心偶尔会使用他们。除此之外，interlocked variables主要用于引用技术。他们：·允许对4字节的数值有些基本的同步操作，不需动用到critical section或mutex之类。 ·在SMP（Symmetric Multi-Processors）操作系统中亦可有效运作。 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
java多线程实现调度
重庆交通大学综合性设计性实验报告 实验项目名称：进程调度（先来先服务） 实验项目性质： JAVA多线程 实验所属课程： JAVA程序设计 实验室(中心)：语音大楼 8 楼 801 班级：软件专业 2012级2班 姓名：尚亚* 学号： 631206050216 指导教师：杨 实验完成时间： 2014 年 11 月 25 日
一、实验目的 1、理解程序、线程和进程的概念； 2、理解多线程的概念； 3、掌握线程的各种状态； 4、熟练使用Thread类创建线程； 5、熟练使用线程各种方法； 6、掌握线程的调度及线程同步的实现原理。 二、实验内容及要求 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。 用JA V A语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。做一个能够直观体现多个进程时，CPU 是怎样调度就绪队列中的进程（按照先来先服务的原则）。
三、实验设备 PC机，windows7，eclipse。 四、设计方案 ㈠设计主要思想 （1）要模拟进程的调度算法，必须先体现处进程及系统资源。 （2）要体现先来先服务的算法，就必须表现出当有一个进程进入CPU时其他进程不能进入，并在就绪队列中排队。本实验建立了四个圆移动的线程表示作业调度，用圆在表示就绪队列的方框中停留表示进程在就绪队列中排队。 （3）当有一个圆移动到表示CPU的范围内时，让其它线程在就绪队列中排队，当CPU内无进程时，先来的圆先移动，以表示CPU 对进程的调度。 ㈡设计的主要步骤 （1）建立四个不同颜色的圆移动的线程，表示对四个进程的调度。 （2）当有一个表示进程的圆到达表示CPU范围内时，通过让其它几个圆停留在表示就绪队列的方框范围内，表示进程在就绪队列中排成队列。 （3）当第一个先到达的进程释放CPU，在排成队列的几个圆中选择先到达的圆，使其移动表示对先来的进程进行调度，直到所有的圆移动完毕。 五、主要代码 import java.awt.Font; import java.awt.event.*;
多线程同步方法及比较
多线程同步方法及比较 多线程同步方法： 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:为协调一起对一个共享资源的单独访问而设计的。. 3.信号量:为控制一个具备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）.. 确保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。假如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任何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，其他线程能够继续抢占，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，必须确保和之匹配的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为临界区提供有一个CCriticalSection类，使用该类进行线程同步处理是很简单的。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。. ------------------------------------------------
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题
目录 1.需求分析 (1) 1.1 课程设计题目 (1) 1.2 课程设计任务 (1) 1.3 课程设计原理 (1) 1.4 课程设计要求 (1) 1.5 实验环境 (1) 2. 概要设计 (2) 2.1 课程设计方案概述 (2) 2.2 课程设计流程图 (2) 3.详细设计 (3) 3.1 主程序模块 (3) 3.2 生产者程序模块 (4) 3.3 消费者程序模块 (5) 4.调试中遇到的问题及解决方案 (5) 5.运行结果 (6) 6.实验小结 (7) 参考文献 (7) 附录：源程序清单 (7)
1.需求分析 1.1 课程设计题目 用多线程同步方法解决生产者－消费者问题 1.2 课程设计任务 （1）每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全部内容、 当前指针位置和生产者／消费者线程的标识符。 （2）生产者和消费者各有两个以上。 （3）多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 1.3 课程设计原理 生产者和消费者问题是从操作系统中的许多实际同步问题中抽象出来的具有代表性的问题，它反映了操作系统中典型的同步例子，生产者进程(进程由多个线程组成)生产信息，消费者进程使用信息，由于生产者和消费者彼此独立，且运行速度不确定，所以很可能出现生产者已产生了信息而消费者却没有来得及接受信息这种情况。为此，需要引入由一个或者若干个存储单元组成的临时存储区（即缓冲区），以便存放生产者所产生的信息，解决平滑进程间由于速度不确定所带来的问题。 1.4 课程设计要求 (1)有界缓冲区内设有20个存储单元，放入／取出的数据项设定为1~20这20个整型数。 (2)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全部内容、 当前指针位置和生产者／消费者线程的标识符。 (3)生产者和消费者各有两个以上。 (4)多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 1.5 实验环境 系统平台：LINUX 开发语言：C 开发工具：PC机一台
Java第七单元练习题Java多线程机制
J a v a第七单元练习题 J a v a多线程机制 The latest revision on November 22, 2020
7Java多线程机制 7.1单项选择题 1. 线程调用了sleep（）方法后，该线程将进入（）状态。 A. 可运行状态 B. 运行状态 C. 阻塞状态 D. 终止状态 2. 关于java线程，下面说法错误的是（） A. 线程是以CPU为主体的行为 B. java利用线程使整个系统成为异步 C. 创建线程的方法有两种：实现Runnable接口和继承Thread类 D. 新线程一旦被创建，它将自动开始运行 3. 在java中的线程模型包含（） A. 一个虚拟处理器 B. CPU执行的代码 C. 代码操作的数据 D. 以上都是 4.在java语言中，临界区可以是一个语句块，或者是一个方法，并用（）关键字标识。 A. synchronized B. include C. import D. Thread 5. 线程控制方法中，yield()的作用是（） A. 返回当前线程的引用 B. 使比其低的优先级线程执行 C. 强行终止线程 D. 只让给同优先级线程运行 6. 线程同步中，对象的锁在（）情况下持有线程返回 A. 当synchronized()语句块执行完后 B. 当在synchronized()语句块执行中出现例外（exception）时 C. 当持有锁的线程调用该对象的wait()方法时 D. 以上都是 7. 在以下（）情况下，线程就进入可运行状态 A. 线程调用了sleep()方法时 B. 线程调用了join()方法时 C. 线程调用了yield()方法时 D. 以上都是 8. java用（）机制实现了进程之间的异步执行
Step by Step：Linux C多线程编程入门(基本API及多线程的同步与互斥)
介绍：什么是线程，线程的优点是什么 线程在Unix系统下，通常被称为轻量级的进程，线程虽然不是进程，但却可以看作是Unix进程的表亲，同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call stack)，自己的寄存器环境（register context)，自己的线程本地存储(thread-local storage)。 一个进程可以有很多线程，每条线程并行执行不同的任务。 线程可以提高应用程序在多核环境下处理诸如文件I/O或者socket I/O等会产生堵塞的情况的表现性能。在Unix系统中，一个进程包含很多东西，包括可执行程序以及一大堆的诸如文件描述符地址空间等资源。在很多情况下，完成相关任务的不同代码间需要交换数据。如果采用多进程的方式，那么通信就需要在用户空间和内核空间进行频繁的切换，开销很大。但是如果使用多线程的方式，因为可以使用共享的全局变量，所以线程间的通信（数据交换）变得非常高效。 Hello World(线程创建、结束、等待） 创建线程 pthread_create 线程创建函数包含四个变量，分别为： 1. 一个线程变量名，被创建线程的标识 2. 线程的属性指针，缺省为NULL即可 3. 被创建线程的程序代码 4. 程序代码的参数 For example： - pthread_t thrd1? - pthread_attr_t attr? - void thread_function(void argument)? - char *some_argument? pthread_create(&thrd1, NULL, (void *)&thread_function, (void *) &some_argument); 结束线程 pthread_exit 线程结束调用实例：pthread_exit(void *retval); //retval用于存放线程结束的退出状态 线程等待 pthread_join pthread_create调用成功以后，新线程和老线程谁先执行，谁后执行用户是不知道的，这一块取决与操作系统对线程的调度，如果我们需要等待指定线程结束，需要使用pthread_join函数，这个函数实际上类似与多进程编程中的waitpid。 举个例子，以下假设 A 线程调用 pthread_join 试图去操作B线程，该函数将A线程阻塞，直到B线程退出，当B线程退出以后，A线程会收集B线程的返回码。 该函数包含两个参数：pthread_t th //th是要等待结束的线程的标识 void **thread_return //指针thread_return指向的位置存放的是终止线程的返回状态。 调用实例：pthread_join(thrd1, NULL); example1： 1 /************************************************************************* 2 > F i l e N a m e: t h r e a d_h e l l o_w o r l d.c 3 > A u t h o r: c o u l d t t(f y b y) 4 > M a i l: f u y u n b i y i@g m a i l.c o m 5 > C r e a t e d T i m e: 2013年12月14日 星期六 11时48分50秒 6 ************************************************************************/ 7 8 #i n c l u d e 9 #i n c l u d e 10 #i n c l u d e
11 12 v o i d p r i n t_m e s s a g e_f u n c t i o n (v o i d *p t r)? 13 14 i n t m a i n() 15 { 16 i n t t m p1, t m p2?
Windows中线程间同步的方法
Windows中线程间同步的方法主要有：事件（Event）、临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）和信号灯（Semaphore）。 1）使用事件对象进行线程间同步： 在使用CreateEvent函数创建事件对象时，将bManualReset参数设置为FALSE，然后在需要独占操作的代码前面加上一个WaitForSingleObject函数，后面加上一个SetEvent即可。 由于bManualReset参数为FALSE，这样当某个线程等待到Event后，Event对象的状态马上就变为复位状态，这样其他线程执行到WaitForSingleObject时就全部处于等待中了，当活动的线程操作完毕后，执行SetEvent函数，Event对象的状态才恢复到置位，这样其他等待的线程才会有一个能继续操作。 SetEvent函数原型如下： HANDLE WINAPI CreateEvent( __in_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, //安全描述符 __in BOOL bManualReset, //指定事件对象是否需要手动复位 __in BOOL bInitialState, //指定事件对象创建时的初始状态，为TRUE表示初始状态是置位状态； //为FALSE表示初始状态是复位状态 __in_opt LPCTSTR lpName //指定事件对象名称 ); 当一个事件被创建后，程序就可以通过SetEvent和ResetEvent函数来设置事件的状态：BOOL WINAPI SetEvent( __in HANDLE hEvent ); BOOL WINAPI ResetEvent(
JAVA中的同步与异步问题 线程和线程池的重要知识
java线程同步与异步线程池 java线程同步与异步线程池 1）多线程并发时，多个线程同时请求同一个资源，必然导致此资源的数据不安全，A线程修改了B线 程的处理的数据，而B线程又修改了A线程处理的数理。显然这是由于全局资源造成的，有时为了解 决此问题，优先考虑使用局部变量，退而求其次使用同步代码块，出于这样的安全考虑就必须牺牲 系统处理性能，加在多线程并发时资源挣夺最激烈的地方，这就实现了线程的同步机制同步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A线程请求 不到，怎么办，A线程只能等待下去 异步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程 仍然请求的到，A线程无需等待
显然，同步最最安全，最保险的。而异步不安全，容易导致死锁，这样一个线程死掉就会导致整个 进程崩溃，但没有同步机制的存在，性能会有所提升 java中实现多线程 1）继承Thread,重写里面的run方法 2）实现runnable接口 Doug Lea比较推荐后者，第一，java没有单继承的限制第二，还可以隔离代码 线程池 要知道在计算机中任何资源的创建，包括线程，都需要消耗系统资源的。在WEB服务中，对于web服 务器的响应速度必须要尽可能的快，这就容不得每次在用户提交请求按钮后，再创建线程提供服务 。为了减少用户的等待时间，线程必须预先创建，放在线程池中，线程池可以用HashTable这种数
据结构来实现，看了Apach HTTP服务器的线程池的源代码，用是就是HashTable,KEY 用线程对象， value用ControlRunnable，ControlRunnable是线程池中唯一能干活的线程，是它指派线程池中的 线程对外提供服务。 出于安全考虑，Apach HTTP服务器的线程池它是同步的。听说weblogic有异步的实现方式，没有研 究过，不敢确定 --------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------一、关键字： thread（线程）、thread-safe(线程安全)、intercurrent（并发的） synchronized(同步的)、asynchronized(异步的)、 volatile（易变的）、atomic（原子的）、share（共享） 二、总结背景： 一次读写共享文件编写，嚯，好家伙，竟然揪出这些零碎而又是一路的知识点。于是乎，