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线程B
请求mutex1修改数据项1
请求mutex2修改数据项2
想要mutex2查看数据项2
想要mutex1查看数据项1
在上表中,就会发生死锁,因为线程A想要获取mutex2时被阻塞,而它正被线程B所持有;
线程B想要获取mutex1时被阻塞,而它正被线程A所持有。
与mutex类似,Unix中的条件变量,也是一种同步机制。
条件变量允许线程会合,可让一个线程在有变化时通知另一个线程,这在Windows中,被称为events。
操作系统的调用
下表列出的函数均可用于在CMutexClass、CEventClass、CTask及CThread类中实现线程。
2cm}P{margin-bottom:
函数
操作系统
描述
使用的类
CreateThread
Windows
创建一个Windows线程
CThread
pthread_create
UNIX-POSIXTHREADS
创建一个UNIX线程
pthread_join
等待一个UNIX线程结束
pthread_attr_init
将某一线程属性结构设为默认
pthread_attr_setstacksize
设置线程属性结构的堆栈大小
WaitForSingleObject
等待一个对象有信号
CThread,CMutexClass,CEventClass
CreateMutex
创建一个命名或未命名的mutex
CMutexClass
CloseHandle
关闭某一Windows句柄以释放资源
CMutexClass,CEventClass,CThread
ReleaseMutex
释放某一之前获取,并由WaitForSingleObject锁定的
mutex
CMutexClass,CEventClass
pthread_mutexattr_init
初始化某一mutex属性结构
pthread_mutex_init
用给定的属性结构初始化某一mutex
pthread_mutex_lock
锁定某一mutex
pthread_mutex_unlock
解锁某一之前由pthread_mutex_lock锁定的mutex
pthread_mutex_destroy
释放分配给mutex的资源
CreateEvent
创建一个Windows事件对象
CEventClass
SetEvent
设置某一Windows事件对象为有信号状态
pthread_cond_signal
解除由pthread_cond_wait阻塞的某一线程
pthread_cond_wait
基于条件变量进行阻塞
pthread_cond_init
初始化一个条件变量
类CMutexClass
类CMutexClass封装了系统级的mutex函数及一个mutex同步对象,且提供了两个成员函数:
Lock及Unlock。
Lock成员函数锁定一个mutex并把它赋给一个调用线程,mutex一直保持锁定状态直到调用线程使用Unlock成员函数释放它。
任何调用Lock成员函数想获取锁定mutex的线程将被阻塞,并置于低CPU占用的等待状态,直到有线程释放了mutex。
CMutexClass:
:
CMutexClass(void):
m_bCreated(TRUE)
{
#ifdefWINDOWS
m_mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);
if(!
m_mutex)m_bCreated=FALSE;
#else
pthread_mutexattr_tmattr;
pthread_mutexattr_init(&
mattr);
pthread_mutex_init(&
m_mutex,&
mattr);
#endif
memset(&
m_owner,0,sizeof(ThreadId_t));
}
~CMutexClass(void)
WaitForSingleObject(m_mutex,INFINITE);
CloseHandle(m_mutex);
pthread_mutex_lock(&
m_mutex);
pthread_mutex_unlock(&
pthread_mutex_destroy(&
/**
*
*Lock
*同一线程只能锁定同一mutex一次
**/
void
Lock()
ThreadId_tid=CThread:
ThreadId();
try{
if(CThread:
ThreadIdsEqual(&
m_owner,&
id))
//mutex已被这个线程锁定
throw"
/n/tthesamethreadcannotacquireamutextwice!
/n"
;
m_owner=CThread:
}
catch(char*psz)
{
MessageBoxA(NULL,&
psz[2],"
FatalexceptionCMutexClass:
Lock"
MB_ICONHAND);
exit(-1);
cerr<
"
Lock:
<
psz;
*Unlock
*只有获取该mutex的线程能释放它
Unlock()
try
CThread:
id,&
m_owner))
/n/tonlythethreadthatacquiresamutexcan
releaseit!
"
ReleaseMutex(m_mutex);
catch(char*psz)
Unlock"
Unlock:
voidCMutexClass()
构造函数
voidLock()
锁定mutex对象或当它阻塞时等待
voidUnlock()
解锁之前阻塞的mutex
intg_iStorage=0;
CMutexClassMyMutex;
voidStoreValue(int*pInt)
MyMutex.Lock();
//它可是“掌门人”喔,一个只允许一个线程。
g_iStorage=*pInt;
//受保护的数据,关键代码段。
MyMutex.Unlock();
//解锁,允许其他线程访问g_iStorage
类CEventClass
类CEventClass封装了Windows事件函数、Windows事件对象、Unix条件变量函数、Unix条件变量。
集成到CEventClass类中的函数分别为Windows下的SetEvent及CreateEvent,Unix下的htread_cond_init、pthread_cond_destroy、pthread_cond_signal、pthread_cond_wait。
在Unix下,为了简单起见,事件同步对象被称为条件变量,在此我们把条件变量及事件对象均称为事件对象。
#include"
Thread.h"
#include<
iostream>
usingnamespacestd;
CEventClass:
CEventClass(void):
m_event=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);
m_event)
m_bCreated=FALSE;
pthread_mutexattr_init(&
m_lock,&
pthread_cond_init(&
m_ready,NULL);
~CEventClass(void)
CloseHandle(m_event);
pthread_cond_destroy(&
m_ready);
m_lock);
*Set
*设置某一事件为有信号状态
Set()
SetEvent(m_event);
pthread_cond_signal(&
*Wait
*等待一个事件对象为有信号状态,必须在同一线程中与Reset调用成对使用。
BOOL
Wait()
if(CThread:
/n/tinvalidWaitcall,Waitcannotbecalledmore
thanonce"
/n/twithoutacorrespondingcalltoReset!
ThreadId_tzero;
zero,0,sizeof(ThreadId_t));
if(memcmp(&
zero,&
m_owner,sizeof(ThreadId_t))!
=0)
/n/tanotherthreadisalreadywaitingonthisevent!
if(WaitForSingleObject(m_event,INFINITE)!
=WAIT_OBJECT_0)
returnFALSE;
pthread_cond_wait(&
m_ready,&
returnTRUE;
FatalexceptionCEventClass:
Wait"
Wait:
*Reset
*复位一个事件标志为无信号状态,必须在同一线程中与前面的Wait成对使用。
Reset()
CThread:
/n/tunbalancedcalltoReset,Resetmustbecalled
from/n"
/n/tthesameWait-Resetpair!
#ifndefWINDOWS
Reset"
Reset:
voidSet()
设置一个事件状态为有信号,通知阻塞的线程。
BOOLWait()
把调用线程置于阻塞状态,直到事件状态为有信号。
成功返回TRUE,否则返回FALSE。
voidReset()
把一个有信号事件重置为无信号状态。
接收信号的线程使用事件对象的例子:
CEventClassevent;
.
//线程代码
while(bContinueRunning)
event.Wait();
//等待事件发生
//执行某些任务
event.Reset();
//重置事件为无信号状态
向另一线程发信号时使用事件对象的例子:
//改动了一些数据
event.Set();
//通知线程一个事件已发生,设置事件为有信号状态。
CTask类及非特定的线程
在许多线程编程的示例中,线程处理的数据一般都放在由mutex保护的全局变量中,操纵数据的指令也在集成进线程函数中,我们把这种形式的的线程称为特定异步线程(SAT);
理想上来说,数据及对应的处理数据的功能,都应封装进同一对象,我们把这种形式的线程称为同种异步线程(HAT)。
在HAT模式下,线程不是特定的,举例来说,HAT中就没有打印线程及I/O线程,取而代之的是,单一线程能执行这两种任务,因为任务是彻底作为对象来实现的,那就是说,它们包含了数据及必要的功能。
CTask类就是一个采用HAT线程模式的基类。
typedefenum{
TaskStatusNotSubmitted,
TaskStatusWaitingOnQueue,
TaskStatusBeingProcessed,
TaskStatusCompleted}TaskStatus_t;
classCTask
private:
CMutexClassm_mutex;
TaskStatus_tm_state;
ThreadId_tm_dwThread;
public:
voidSetTaskStatus(TaskStatus_tstate)
m_mutex.Lock();
m_state=state;
m_mutex.Unlock();
voidSetId(ThreadId_t*pid)
memcpy(&
m_dwThread,pid,sizeof(ThreadId_t));
/**
*
*Wait
*等待任务完成,或timeoutSeconds秒
**/
BOOLWait(inttimeoutSeconds)
timeoutSeconds=timeoutSeconds*1000;
if(Status()!
=TaskStatusCompleted&
&
timeoutSeconds>
0)
Sleep(100);
timeoutSeconds=timeoutSeconds-100;
if(Status()==Tas
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