使用互斥对象Mutex为什么不能实现线程同步？ - redice的博客

作者在 2008-07-31 11:55:57 发布以下内容

有过多线程开发经历的人，对于“互斥对象，临界区，事件，信号量”这四个对象肯定不会陌生。就我自己而言，它们真是"让我欢喜让我忧"。"让我欢喜" 因为利用它们往往能解决掉非常棘手的问题，例如经典的"生产者-消费者"问题，"让我忧"因为，我经常把它们搞混淆，用的时候不知道到底该用哪个好，比如我觉互斥对象和信号量这两者很相似，在解决"生产者-消费者"问题时，为了实现线程同步很多例子中都用了信号量，为什么不用互斥对象实现呢？我试图用互斥对象来做了一下，结果失败了。

今天我决定解决掉这个问题。仔细阅读了MSDN上关于"Mutex,CriticalSection,Envent,Semaphore"的相关函数的介绍，特被是Create* 函数的介绍后，我终于弄清楚了这个问题；

首先我给它们分成两组：

Mutex和CriticalSection是用于实现数据的互斥的访问；

Envent和Semaphore不但可以用于实现互斥，而且能够能与实现线程同步；

究竟是什么原因导致Mutex不能实现线程同步呢？

答案：Mutex在没有被任何线程所拥有时是有信号的，这时任何线程可以使用Wait functions去获取该对象的所有权。当Mutex被某个线程拥有后就处于没信号状态，并且只有当该线程使用ReleaseMutex释放该互斥对象时，它才能被其它线程获得。

在一个线程中试图释放另个线程所拥有的Mutex是不会成功的，Mutex只能被所有者线程所释放。(这是主要原因)

我们看看"生产者-消费者"问题：

全局共享变量g_share相当于一个货架（一个只能摆放一件产品的货架）。初始情况下货架为空。只有当货架不为空时才允许消费者(DecProc)从货架上取走商品（减一操所），只有当货架上为空时才允许生产者(AddProc)往货架上放商品。生产者与消费者必须实现同步。否则就会出现不合逻辑的现象。

从上图我们可以看出在AddProc中需要对g_decSemaphore进行释放操作，在DecProc中需要对g_addSemaphore进行释放操作。但是由于Mutex的释放操作只能由所有者线程进程，在一个线程中释放其它线程所拥有的Mutex是不会成功的。正是这个原因，导致Mutex不能用于实现线程同步。而Envent,Semaphore和都可以在其它线程中设置其信号状态，所以他们能够用于实现线程同步。

使用信号量Semaphore进行线程同步的例子很多，下面我给出一个用Envent实现同步的例子：

#include <windows.h>

int g_share=0;

HANDLE hmutex;

HANDLE g_addEvent;

HANDLE g_decEvent;

DWORD WINAPI AddProc(

LPVOID lpParameter // thread data

);

DWORD WINAPI DecProc(

LPVOID lpParameter // thread data

);

int main()

{

SECURITY_ATTRIBUTES sa;

DWORD dwStackSize=0;

LPVOID lpParameter=NULL;

DWORD dwCreationFlags=0;

DWORD addThreadId;

DWORD decThreadId;

HANDLE addhandle;

HANDLE dechandle;

memset((BYTE *)&sa,0,sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES));

sa.nLength=sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);

//创建互斥对象实现g_share的互斥访问

hmutex=CreateMutex(&sa,FALSE,NULL);

//创建事件实现进程同步

g_addEvent=CreateEvent(&sa,FALSE,TRUE,NULL);

g_decEvent=CreateEvent(&sa,FALSE,FALSE,NULL);

addhandle=CreateThread(

&sa,

dwStackSize,

AddProc,

lpParameter,

dwCreationFlags,

&addThreadId);

// Sleep(20);

dechandle=CreateThread(

&sa,

dwStackSize,

DecProc,

lpParameter,

dwCreationFlags,

&decThreadId);

WaitForSingleObject(addhandle,INFINITE);

WaitForSingleObject(dechandle,INFINITE);

CloseHandle(addhandle);

CloseHandle(dechandle);

return 0;

}

DWORD WINAPI AddProc(

LPVOID lpParameter // thread data

)

{

int loop=200;

while(loop>0)

{

WaitForSingleObject(g_addEvent,INFINITE);

loop-=1;

WaitForSingleObject(hmutex,INFINITE);

g_share+=1;

printf("add proc loop: %d g_share:%d\n",loop,g_share);

Sleep(10);

ReleaseMutex(hmutex);

SetEvent(g_decEvent);

}

return 0;

};

DWORD WINAPI DecProc(

LPVOID lpParameter // thread data

)

{

int loop=200;

while(loop>0)

{

WaitForSingleObject(g_decEvent,INFINITE);

loop-=1;

WaitForSingleObject(hmutex,INFINITE);

g_share-=1;

printf("dec proc loop: %d g_share:%d\n",loop,g_share);

Sleep(10);

ReleaseMutex(hmutex);

SetEvent(g_addEvent);

}

return 0;

};

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