1、lpParamiter定义一个给进程传递参数的指针。dwCreationFlags定义控制线程创建的附加标志。lpThread保存线程标志符(32位)(2) CreateMutex 功能创建一个命名或匿名的互斥量对象HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,BOOL bInitialOwner,LPCTSTR lpName);lpMutexAttributes必须取值NULL。bInitialOwner指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。lpName互斥量名称。(3) CreateSemaphore 功能创
2、建一个命名或匿名的信号量对象HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, LONG lInitialCount, LONG lMaximumCount, LPCTSTR lpName );lpSemaphoreAttributes必须取值NULL。lInitialCount信号量的初始值。该值大于0,但小于lMaximumCount指定的最大值。lMaximumCount信号量的最大值。lpName信号量名称。(4) WaitForSingleObject 功能使程序处于等待状态,直到信号量hHandle
3、出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);hHandle信号量指针。dwMilliseconds等待的最长时间(INFINITE为无限等待)。(5) ReleaseSemaphore 功能对指定信号量加上一个指定大小的量。成功执行则返回非0值BOOL ReleaseSemaphore(HANDLE hSemaphore,LONG lReleaseCount,LPLONG lppreviousCount );hSemaphore信号量指针。lReleaseCount信
4、号量的增量。lppreviousCount保存信号量当前值。(6) ReleaseMutex 功能打开互斥锁,即把互斥量加1。成功调用则返回0BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);hMutex互斥量指针。(7) InitializeCriticalSection 功能初始化临界区对象VOID InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);lpCriticalSection指向临界区对象的指针。(8) EnterCriticalSection 功能等待指定临界区对象的所有权VOID en
5、terCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);(9) LeaveCriticalSection 功能释放指定临界区对象的所有权VOID LeaveCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);四、实验示例(方法、步骤与例程)1 测试用例文件测试用例文件用于描述各线程的有关信息,该文件内容及格式如下:31 P 32 P 43 C 4 14 P 25 C 3 1 2 4说明:第一行给出的是程序中设置的临界区个数;其余各行是各进程信息。 每行中的数据之间用Tab键分隔。
6、第一列(除第一行外):线程号。 第二列:P生产者,C消费者。 第三列:线程在生产和消费前的休眠时间,单位为秒。 第四及以后各列:消费的产品所对应的生产者线程号。2 数据结构(1) 用整型数组Buffer_Critical表示缓冲区。(2) 用自定义结构ThreadInfo记录一条线程信息,多个线程对应一个ThreadInfo数组。(3) 通过如下同步对象实现互斥: 设一个互斥量h-mutex,实现生产者在查询和保留缓冲区的下一个空位置时进行互斥。 设置h_SemaphoreMAX_THREAD_NUM信号量数组表示相应产品已经生产,实现生产者与消费者之间的同步。同时,用表示空缓冲区树木的信号量
7、empty_semephore指示是否存在空位置,实现类似的同步,以便开始下一个产品的生产。 设置临界区对象数组PC_CriticalMAX_BUFFER_NUM实现每个缓冲区上消费者之间的互斥。3 程序结构 为了方便,程序结构用如下的文字予以描述。 (1) 主函数 (2) 初始化缓冲区、消费请求队列及部分同步对象 (3) 提取线程信息 (4) 完成线程相关同步对象的初始化 (5) 创建线程,模拟生产者和消费者 (6) 等待所有线程结束 (7) 程序结束 (8) 消费者 (9) 有无消费请求?有,则继续(10);无,则转(16) (10) 此请求可满足?可满足,转(11);否,则阻塞,再转(1
8、0) (11) 确定产品位置 (12) 此产品正被消费?是,则阻塞,再转(12);否,则转(13) (13) 进入临界区(请求同一产品的消费者之间互斥) (14) 消费产品,并判断是否应该释放产品所占缓冲区 (15) 退出临界区,转(9) (16) 结束消费者线程 (17) 生产者 (18) 存在空缓冲区?有,则继续(19);无,则阻塞,再转(18) (19) 另一生产者在写?否,则转(20);是,则阻塞,再转(19) (20) 进入临界区(请求同一产品的生产者之间互斥) (21) 在缓冲区中为本线程产品分配空间 (22) 退出临界区 (23) 写入产品到分配的缓冲区空间中 (24) 结束生产
9、者线程五、参考程序如下:#includefstream.hstdio.hstringconio.h/定义一些常量/本程序允许的最大临界区数#define MAX_BUFFER_NUM 10/秒到微秒的乘法因子#define INTE_PER_SEC 1000/本程序允许的生产和消费线程的总数#define MAX_THREAD_NUM 64/定义一个结构,记录在测试文件中指定的每一个线程的参数struct ThreadInfoint serial;/线程序列号char entity;/是P还是Cdouble delay;/线程延迟int thread_requestMAX_THREAD_NUM
10、;/线程请求队列int n_request;/请求个数;/全局变量的定义/临界区对象的声明,用于管理缓冲区的互斥访问CRITICAL_SECTION PC_CriticalMAX_BUFFER_NUM;int Buffer_CriticalMAX_BUFFER_NUM;/缓冲区声明,用于存放产品HANDLE h_ThreadMAX_THREAD_NUM;/用于存储每个线程句柄的数组ThreadInfoThread_InfoMAX_THREAD_NUM;/线程信息数组HANDLE empty_semaphore;/一个信号量HANDLE h_mutex;/一个互斥量DWORD n_Thread=
11、0;/实际的线程的数目DWORD n_Buffer_or_Critical;/实际的缓冲区或者临界区的数目HANDLE h_SemaphoreMAX_THREAD_NUM;/生产者允许消费者开始消费的信号量/生产消费及辅助函数的声明void Produce(void*p);void Consume(void*p);bool IfInOtherRequest(int);int FindProducePosition();int FindBufferPosition(int);int main(void)/声明所需变量DWORD wait_for_all;ifstream inFile;/初始化缓
12、冲区for(int i=0;iMAX_BUFFER_NUM;i+)Buffer_Criticali=-1;/初始化每个线程的请求队列for(int j=0;jMAX_THREAD_NUM;j+)for(int k=0;kn_Buffer_or_Critical;inFile.get();printf(输入文件是:n/回显获得的缓冲区的数目信息%dn,(int)n_Buffer_or_Critical);/提取每个线程的信息到相应数据结构中while(inFile)Thread_Infon_Thread.serial;Thread_Infon_Thread.entity;Thread_Infon
13、_Thread.delay;char c;inFile.get(c);while(c!=n&!inFile.eof()Thread_Infon_Thread.thread_requestThread_Infon_Thread.n_request+;n_Thread+;/回显获得的线程信息,便于确认正确性for(j=0;(int)n_Thread;int Temp_serial=Thread_Infoj.serial;char Temp_entity=Thread_Infoj.entity;double Temp_delay=Thread_Infoj.delay;nthread%2d%c%f,T
14、emp_serial,Temp_entity,Temp_delay);int Temp_request=Thread_Infoj.n_request;for(intk=0;Temp_request;%d,Thread_Infoj.thread_requestk);coutserial;m_delay=(DWORD)(ThreadInfo*)(p)-delay*INTE_PER_SEC);Sleep(m_delay);/开始请求生产Producer%2dsendstheproducerequire.n,m_serial);/确认有空缓冲区可供生产,同时将空位置数empty减1;用于生产者和消费者
15、的同步wait_for_semaphore=WaitForSingleObject(empty_semaphore,-1);/互斥访问下一个可用于生产的空临界区,实现写写互斥wait_for_mutex=WaitForSingleObject(h_mutex,-1);int ProducePos=FindProducePosition();ReleaseMutex(h_mutex);/生产者在获得自己的空位置并做上标记后,以下的写操作在生产者之间可以并发/在核心生产步骤中,程序将生产者的ID作为产品编号放入,方便消费者识别Producer%2dbegintoproduceatposition%
16、2d.n,m_serial,ProducePos);Buffer_CriticalProducePos=m_serial;Producer%2dfinishproducing:position%2d:%3dn,ProducePos,Buffer_CriticalProduce-Pos);/使生产者写的缓冲区可以被多个消费者使用,实现读写同步ReleaseSemaphore(h_Semaphorem_serial,n_Thread,NULL);/消费者进程void Consume(void*p)DWORD wait_for_semaphore,m_delay;int m_serial,m_req
17、uestNum;/消费者的序列号和请求的数目int m_thread_requestMAX_THREAD_NUM;/本消费线程的请求队列/提取本线程的信息到本地m_requestNum=(ThreadInfo*)(p)-n_request;m_requestNum;m_thread_requesti=(ThreadInfo*)(p)-thread_requesti;/循环进行所需产品的消费/请求消费下一个产品Consumer%2drequesttoconsume%2dproductn,m_serial,m_thread_requesti);/如果对应生产者没有生产,则等待;/如果生产了,允许的
18、消费者数目为-1;实现了读写同步wait_for_semaphore=WaitForSingleObject(h_Semaphorem_thread_requesti,-1;/查询所需产品放到缓冲区的号int BufferPos=FindBufferPosition(m_thread_requesti);/开始进行具体缓冲区的消费处理,读和读在该缓冲区上仍然是互斥的/进入临界区后执行消费动作;并在完成此次请求后,通知另外的消费者本处请求已经满足;/同时如果对应的产品使用完毕,就做相应处理;并给出相应动作的界面提示;/该相应处理指将相应缓冲区清空,并增加代表空缓冲区的信号量EnterCriticalSection(&PC_CriticalBufferPos);Consumer%2dbegintoconsume%2dproductn,m_serial,m_thread_requesti);(ThreadInfo*)(p)-thread_requesti=-1;if(!IfInOtherRequest(m_thread_requesti)Buffer_CriticalBufferPos=-1
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