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转--- 秒杀多线程第六篇 经典线程同步 事件Event

2024-07-31 07:57:17   225人阅读

阅读本篇之前推荐阅读以下姊妹篇：

《秒杀多线程第四篇 一个经典的多线程同步问题》

《秒杀多线程第五篇 经典线程同步关键段CS》

 

上一篇中使用关键段来解决经典的多线程同步互斥问题，由于关键段的“线程所有权”特性所以关键段只能用于线程的互斥而不能用于同步。本篇介绍用事件Event来尝试解决这个线程同步问题。

首先介绍下如何使用事件。事件Event实际上是个内核对象，它的使用非常方便。下面列出一些常用的函数。

 

第一个 CreateEvent

函数功能：创建事件

函数原型：

HANDLECreateEvent(

 LPSECURITY_ATTRIBUTESlpEventAttributes,

 BOOLbManualReset,

 BOOLbInitialState,

 LPCTSTRlpName

);

函数说明：

第一个参数表示安全控制，一般直接传入NULL。

第二个参数确定事件是手动置位还是自动置位，传入TRUE表示手动置位，传入FALSE表示自动置位。如果为自动置位，则对该事件调用WaitForSingleObject()后会自动调用ResetEvent()使事件变成未触发状态。打个小小比方，手动置位事件相当于教室门，教室门一旦打开（被触发），所以有人都可以进入直到老师去关上教室门（事件变成未触发）。自动置位事件就相当于医院里拍X光的房间门，门打开后只能进入一个人，这个人进去后会将门关上，其它人不能进入除非门重新被打开（事件重新被触发）。

第三个参数表示事件的初始状态，传入TRUR表示已触发。

第四个参数表示事件的名称，传入NULL表示匿名事件。

 

第二个 OpenEvent

函数功能：根据名称获得一个事件句柄。

函数原型：

HANDLEOpenEvent(

 DWORDdwDesiredAccess,

 BOOLbInheritHandle,

 LPCTSTRlpName     //名称

);

函数说明：

第一个参数表示访问权限，对事件一般传入EVENT_ALL_ACCESS。详细解释可以查看MSDN文档。

第二个参数表示事件句柄继承性，一般传入TRUE即可。

第三个参数表示名称，不同进程中的各线程可以通过名称来确保它们访问同一个事件。

 

第三个SetEvent

函数功能：触发事件

函数原型：BOOLSetEvent(HANDLEhEvent);

函数说明：每次触发后，必有一个或多个处于等待状态下的线程变成可调度状态。

 

第四个ResetEvent

函数功能：将事件设为末触发

函数原型：BOOLResetEvent(HANDLEhEvent);

 

最后一个事件的清理与销毁

由于事件是内核对象，因此使用CloseHandle()就可以完成清理与销毁了。

 

在经典多线程问题中设置一个事件和一个关键段。用事件处理主线程与子线程的同步，用关键段来处理各子线程间的互斥。详见代码：

[cpp] view plaincopy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <process.h>  
  3. #include <windows.h>  
  4. long g_nNum;  
  5. unsigned int __stdcall Fun(void *pPM);  
  6. const int THREAD_NUM = 10;  
  7. //事件与关键段  
  8. HANDLE  g_hThreadEvent;  
  9. CRITICAL_SECTION g_csThreadCode;  
  10. int main()  
  11. {  
  12.     printf("     经典线程同步 事件Event\n");  
  13.     printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");  
  14.     //初始化事件和关键段 自动置位,初始无触发的匿名事件  
  15.     g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);   
  16.     InitializeCriticalSection(&g_csThreadCode);  
  17.   
  18.     HANDLE  handle[THREAD_NUM];   
  19.     g_nNum = 0;  
  20.     int i = 0;  
  21.     while (i < THREAD_NUM)   
  22.     {  
  23.         handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);  
  24.         WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE); //等待事件被触发  
  25.         i++;  
  26.     }  
  27.     WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);  
  28.   
  29.     //销毁事件和关键段  
  30.     CloseHandle(g_hThreadEvent);  
  31.     DeleteCriticalSection(&g_csThreadCode);  
  32.     return 0;  
  33. }  
  34. unsigned int __stdcall Fun(void *pPM)  
  35. {  
  36.     int nThreadNum = *(int *)pPM;   
  37.     SetEvent(g_hThreadEvent); //触发事件  
  38.       
  39.     Sleep(50);//some work should to do  
  40.       
  41.     EnterCriticalSection(&g_csThreadCode);  
  42.     g_nNum++;  
  43.     Sleep(0);//some work should to do  
  44.     printf("线程编号为%d  全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nNum);   
  45.     LeaveCriticalSection(&g_csThreadCode);  
  46.     return 0;  
  47. }  

运行结果如下图：

可以看出来，经典线线程同步问题已经圆满的解决了——线程编号的输出没有重复，说明主线程与子线程达到了同步。全局资源的输出是递增的，说明各子线程已经互斥的访问和输出该全局资源。

 

现在我们知道了如何使用事件，但学习就应该要深入的学习，何况微软给事件还提供了PulseEvent()函数，所以接下来再继续深挖下事件Event，看看它还有什么秘密没。

先来看看这个函数的原形：

第五个PulseEvent

函数功能：将事件触发后立即将事件设置为未触发，相当于触发一个事件脉冲。

函数原型：BOOLPulseEvent(HANDLEhEvent);

函数说明：这是一个不常用的事件函数，此函数相当于SetEvent()后立即调用ResetEvent();此时情况可以分为两种：

1.对于手动置位事件，所有正处于等待状态下线程都变成可调度状态。

2.对于自动置位事件，所有正处于等待状态下线程只有一个变成可调度状态。

此后事件是末触发的。该函数不稳定，因为无法预知在调用PulseEvent ()时哪些线程正处于等待状态。

 

       下面对这个触发一个事件脉冲PulseEvent ()写一个例子，主线程启动7个子线程，其中有5个线程Sleep(10)后对一事件调用等待函数（称为快线程），另有2个线程Sleep(100)后也对该事件调用等待函数（称为慢线程）。主线程启动所有子线程后再Sleep(50)保证有5个快线程都正处于等待状态中。此时若主线程触发一个事件脉冲，那么对于手动置位事件，这5个线程都将顺利执行下去。对于自动置位事件，这5个线程中会有中一个顺利执行下去。而不论手动置位事件还是自动置位事件，那2个慢线程由于Sleep(100)所以会错过事件脉冲，因此慢线程都会进入等待状态而无法顺利执行下去。

代码如下：

[cpp] view plaincopy
  1. //使用PluseEvent()函数  
  2. #include <stdio.h>  
  3. #include <conio.h>  
  4. #include <process.h>  
  5. #include <windows.h>  
  6. HANDLE  g_hThreadEvent;  
  7. //快线程  
  8. unsigned int __stdcall FastThreadFun(void *pPM)  
  9. {  
  10.     Sleep(10); //用这个来保证各线程调用等待函数的次序有一定的随机性  
  11.     printf("%s 启动\n", (PSTR)pPM);  
  12.     WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);  
  13.     printf("%s 等到事件被触发 顺利结束\n", (PSTR)pPM);  
  14.     return 0;  
  15. }  
  16. //慢线程  
  17. unsigned int __stdcall SlowThreadFun(void *pPM)  
  18. {  
  19.     Sleep(100);  
  20.     printf("%s 启动\n", (PSTR)pPM);  
  21.     WaitForSingleObject(g_hThreadEvent, INFINITE);  
  22.     printf("%s 等到事件被触发 顺利结束\n", (PSTR)pPM);  
  23.     return 0;  
  24. }  
  25. int main()  
  26. {  
  27.     printf("  使用PluseEvent()函数\n");  
  28.     printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");  
  29.   
  30.     BOOL bManualReset = FALSE;  
  31.     //创建事件 第二个参数手动置位TRUE，自动置位FALSE  
  32.     g_hThreadEvent = CreateEvent(NULL, bManualReset, FALSE, NULL);  
  33.     if (bManualReset == TRUE)  
  34.         printf("当前使用手动置位事件\n");  
  35.     else  
  36.         printf("当前使用自动置位事件\n");  
  37.   
  38.     char szFastThreadName[5][30] = {"快线程1000", "快线程1001", "快线程1002", "快线程1003", "快线程1004"};  
  39.     char szSlowThreadName[2][30] = {"慢线程196", "慢线程197"};  
  40.   
  41.     int i;  
  42.     for (i = 0; i < 5; i++)  
  43.         _beginthreadex(NULL, 0, FastThreadFun, szFastThreadName[i], 0, NULL);  
  44.     for (i = 0; i < 2; i++)  
  45.         _beginthreadex(NULL, 0, SlowThreadFun, szSlowThreadName[i], 0, NULL);  
  46.       
  47.     Sleep(50); //保证快线程已经全部启动  
  48.     printf("现在主线程触发一个事件脉冲 - PulseEvent()\n");  
  49.     PulseEvent(g_hThreadEvent);//调用PulseEvent()就相当于同时调用下面二句  
  50.     //SetEvent(g_hThreadEvent);  
  51.     //ResetEvent(g_hThreadEvent);  
  52.       
  53.     Sleep(3000);   
  54.     printf("时间到，主线程结束运行\n");  
  55.     CloseHandle(g_hThreadEvent);  
  56.     return 0;  
  57. }  

对自动置位事件，运行结果如下：

对手动置位事件，运行结果如下：

 

 

最后总结下事件Event

1．事件是内核对象，事件分为手动置位事件和自动置位事件。事件Event内部它包含一个使用计数（所有内核对象都有），一个布尔值表示是手动置位事件还是自动置位事件，另一个布尔值用来表示事件有无触发。

2．事件可以由SetEvent()来触发，由ResetEvent()来设成未触发。还可以由PulseEvent()来发出一个事件脉冲。

3．事件可以解决线程间同步问题，因此也能解决互斥问题。

 

后面二篇《秒杀多线程第七篇 经典线程同步 互斥量Mutex》和《秒杀多线程第八篇 经典线程同步 信号量Semaphore》将介绍如何使用互斥量和信号量来解决这个经典线程同步问题。欢迎大家继续秒杀多线程之旅。

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