同步机制 ----临界区、互斥量、信号量、事件

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使用范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
)
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。