第3课 实验3 同步机制(2次).doc

实验3 同步 实验内容: 学习Windows有关进程/线程同步的背景知识 实验目的: Windows 线程同步的理解。 (1) 了解事件和互斥体对象。 (2) 通过分析实验程序，理解管理事件对象的API。 (3) 理解在进程中如何使用事件对象。 (4) 理解在进程中如何使用互斥体和临界区对象。 (5) 理解父进程创建子进程的程序设计方法。 实验要求： (1) 理解Windows有关进程/线程同步的背景知识3-2程序，写出一个实现单个生产者—消费者问题的算法，可以使用单个缓冲区，也可以使用缓冲池，生产者随机产生任意形式的数据并放入缓冲区中，消费者则以随机的时间间隔从缓冲区中取数据，随机时间请使用随机数产生。 并发与同步的背景知识 Windows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、临界区、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，这组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制。 而互斥体则是另一个可命名且安全的内核对象，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，所有希望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。 ? 表3-1 用于管理事件对象的API API名称 描述 CreateEvent() 在内核中创建一个新的事件对象。此函数允许有安全性设置、手工还是自动重置的标志以及初始时已接受还是未接受信号状态的标志 OpenEvent() 创建对已经存在的事件对象的引用。此API函数需要名称、继承标志和所需的访问级别 SetEvent() 将手工重置事件转化为已接受信号状态 ResetEvent() 将手工重置事件转化为非接受信号状态 PulseEvent() 将自动重置事件对象转化为已接受信号状态。当系统释放所有的等待它的线程时此种转化立即发生 ? 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ReleaseMutex() 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) 。 实验内容与步骤 1. 事件对象 清单3-1程序展示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。 清单3-1 创建和打开事件对象在进程间传送信号 // event项目 # include windows.h # include stdio.h # include iostream.h // 以下是句柄事件。实际中很可能使用共享的包含文件来进行通讯 static LPCTSTR g_szContinueEvent =w2kdg.EventDemo.event.Continue; // 本方法只是创建了一个进程的副本，以子进程模式 (由命令行指定) 工作 BOOL CreateChild() { // 提取当前可执行文件的文件名 TCHAR szFilename[MAX_PATH] ; GetModuleFileName(NULL, szFilename, MAX_PATH) ; // 格式化用于子进程的命令行，指明它是一个EXE文件和子进程 TCHAR szCmdLine[MAX_PATH] ; sprintf(szCmdLine, \%s\child , szFilename) ; // 子进程的启动信息结构 STARTUPINFO si; ZeroMemory(reinterpret_castvoid*(si),