多线程的同步方法和具体实现



1. 继承 Thread 类
2. 实现 Runnable 接口再 new Thread(YourRunnableOjbect)
多线程同步和互斥有几种实现方法:
    线程间的同步方法大体可分为两类：用户模式和内核模式。顾名思义，内核模式就是指利用系统内核对象的单一性来进行同步，使用时需要切换内核态与用户态，
用户模式就是不需要切换到内核态，只在用户态完成操作。
 用户模式下的方法有：原子操作（例如一个单一的全局变量）;
 临界区。内核模式下的方法有：事件，信号量，互斥量。
多线程同步和互斥有何异同:
     线程同步是指线程之间所具有的一种制约关系，一个线程的执行依赖另一个线程的消息，当它没有得到另一个线程的消息时应等待，直到消息到达时才被唤醒。
     线程互斥是指对于共享的进程系统资源，在各单个线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个线程去使用，其它要使用该资源

的线程必须等待，直到占用资源者释放该资源。线程互斥可以看成是一种特殊的线程同步。

下面对多线程同步的几种方法进行具体的介绍：
   多进程线程同步互斥的控制机制，最基本的4种方法实现的：
 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 。
 
 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。
 
 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。
 
 事件（Event）
  
 事件对象也可以通过通知操作的方式来保持线程的同步。并且可以实现不同进程中的线程同步操作。

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。

介绍完多线程的同步之后，我们一个错误的代码示例来说明：

代码如下：

其实，这个错误比较容易的，当所有的线程都在运行这一个run方法，因为程序没锁，看似只有一个runnable对象，一个run代码块，其实是四个线程都在用，这相当于一个房间里面有50个苹果，四个人都可以同时进入拿，四个线程都参与，当你锁起来的时候就相当于一个人进入了就锁了门，其他人都进不去了，只有当那个人出来以后，其他人才可以进去，但里面是死循环，直到书被那个人都装进麻袋了才出来，其他人进去了已经没有了，所以循环直接退出。这样看似就只有一个线程在执行了。