#include "stdafx.h"
#include "windows.h"
#include "stdio.h"

volatile int ThreadData = 1;

void ThreadProcess()
{
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
        Sleep(1000);
        printf("Sub  Thread Tick %5d!\n",(i+1)*1000);
    }
    ThreadData = 0;
    printf("Exit Sub Thread!\n");

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    HANDLE hThread;
    DWORD ThreadID;
    hThread=CreateThread(NULL,
        0,
        (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProcess,
        NULL,
        0,
        &ThreadID);

    while (ThreadData)
    {
        printf("Main Thread is waiting for Sub Thread!\n");
        Sleep(600);
    }

    printf("Main Thread Finished! \n");
    system("pause");
    return 0;
}

   在上面的程序中，我利用了全局變量ThreadData來(lái)進(jìn)行線程間的同步，當(dāng)子線程結(jié)束時(shí)改變?cè)撝?，而父線程則循環(huán)判斷該值來(lái)確認(rèn)子線程是否已經(jīng)結(jié)束，當(dāng)子線程結(jié)束時(shí)，父線程才繼續(xù)進(jìn)行下面的操作。

臨界區(qū)（Critical Section）

保證在某一時(shí)刻只有一個(gè)線程能訪問(wèn)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便辦法。在任意時(shí)刻只允許一個(gè)線程對(duì)共享資源進(jìn)行訪問(wèn)。如果有多個(gè)線程試圖同時(shí)訪問(wèn)臨界區(qū)，那么在有一個(gè)線程進(jìn)入后其他所有試圖訪問(wèn)此臨界區(qū)的線程將被掛起，并一直持續(xù)到進(jìn)入臨界區(qū)的線程離開(kāi)。臨界區(qū)在被釋放后，其他線程可以繼續(xù)搶占，并以此達(dá)到用原子方式操作共享資源的目的。

臨界區(qū)包含兩個(gè)操作原語(yǔ)：
 EnterCriticalSection（） 進(jìn)入臨界區(qū)
 LeaveCriticalSection（） 離開(kāi)臨界區(qū)

EnterCriticalSection（）語(yǔ)句執(zhí)行后代碼將進(jìn)入臨界區(qū)以后無(wú)論發(fā)生什么，必須確保與之匹配的LeaveCriticalSection（）都能夠被執(zhí)行到。否則臨界區(qū)保護(hù)的共享資源將永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放。雖然臨界區(qū)同步速度很快，但卻只能用來(lái)同步本進(jìn)程內(nèi)的線程，而不可用來(lái)同步多個(gè)進(jìn)程中的線程。

事件（Event）
  
事件對(duì)象也可以通過(guò)通知操作的方式來(lái)保持線程的同步。并且可以實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程中的線程同步操作。

信號(hào)量包含的幾個(gè)操作原語(yǔ)：
  　　CreateEvent（）    創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量
  　　OpenEvent（）    打開(kāi)一個(gè)事件
  　　SetEvent（）    回置事件
  　　WaitForSingleObject（）   等待一個(gè)事件
  　　WaitForMultipleObjects（）　 等待多個(gè)事件

WaitForMultipleObjects 函數(shù)原型：
  　　WaitForMultipleObjects（
  　　IN DWORD nCount, // 等待句柄數(shù)
  　　IN CONST HANDLE *lpHandles, //指向句柄數(shù)組
  　　IN BOOL bWaitAll, //是否完全等待標(biāo)志
  　　IN DWORD dwMilliseconds //等待時(shí)間
  　　）
 
參數(shù)nCount指定了要等待的內(nèi)核對(duì)象的數(shù)目，存放這些內(nèi)核對(duì)象的數(shù)組由lpHandles來(lái)指向。fWaitAll對(duì)指定的這nCount個(gè)內(nèi)核對(duì)象的兩種等待方式進(jìn)行了指定，為TRUE時(shí)當(dāng)所有對(duì)象都被通知時(shí)函數(shù)才會(huì)返回，為FALSE則只要其中任何一個(gè)得到通知就可以返回。dwMilliseconds在這里的作用與在WaitForSingleObject（）中的作用是完全一致的。如果等待超時(shí)，函數(shù)將返回WAIT_TIMEOUT。 
  
事件可以實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程中的線程同步操作，并且可以方便的實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程的優(yōu)先比較等待操作，例如寫多個(gè)WaitForSingleObject來(lái)代替WaitForMultipleObjects從而使編程更加靈活。 
  
互斥量（Mutex）
  
互斥量跟臨界區(qū)很相似，只有擁有互斥對(duì)象的線程才具有訪問(wèn)資源的權(quán)限，由于互斥對(duì)象只有一個(gè)，因此就決定了任何情況下此共享資源都不會(huì)同時(shí)被多個(gè)線程所訪問(wèn)。當(dāng)前占據(jù)資源的線程在任務(wù)處理完后應(yīng)將擁有的互斥對(duì)象交出，以便其他線程在獲得后得以訪問(wèn)資源。互斥量比臨界區(qū)復(fù)雜。因?yàn)槭褂没コ獠粌H僅能夠在同一應(yīng)用程序不同線程中實(shí)現(xiàn)資源的安全共享，而且可以在不同應(yīng)用程序的線程之間實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的安全共享。
  
  　　互斥量包含的幾個(gè)操作原語(yǔ)：
  　　CreateMutex（）    創(chuàng)建一個(gè)互斥量
  　　OpenMutex（）    打開(kāi)一個(gè)互斥量
  　　ReleaseMutex（）    釋放互斥量
  　　WaitForMultipleObjects（） 等待互斥量對(duì)象 
   
信號(hào)量（Semaphores）

信號(hào)量對(duì)象對(duì)線程的同步方式與前面幾種方法不同，信號(hào)允許多個(gè)線程同時(shí)使用共享資源，這與操作系統(tǒng)中的PV操作相同。它指出了同時(shí)訪問(wèn)共享資源的線程最大數(shù)目。它允許多個(gè)線程在同一時(shí)刻訪問(wèn)同一資源，但是需要限制在同一時(shí)刻訪問(wèn)此資源的最大線程數(shù)目。在用CreateSemaphore（）創(chuàng)建信號(hào)量時(shí)即要同時(shí)指出允許的最大資源計(jì)數(shù)和當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)。一般是將當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)設(shè)置為最大資源計(jì)數(shù)，每增加一個(gè)線程對(duì)共享資源的訪問(wèn)，當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)就會(huì)減1，只要當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)是大于0的，就可以發(fā)出信號(hào)量信號(hào)。但是當(dāng)前可用計(jì)數(shù)減小到0時(shí)則說(shuō)明當(dāng)前占用資源的線程數(shù)已經(jīng)達(dá)到了所允許的最大數(shù)目，不能在允許其他線程的進(jìn)入，此時(shí)的信號(hào)量信號(hào)將無(wú)法發(fā)出。線程在處理完共享資源后，應(yīng)在離開(kāi)的同時(shí)通過(guò)ReleaseSemaphore（）函數(shù)將當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)加1。在任何時(shí)候當(dāng)前可用資源計(jì)數(shù)決不可能大于最大資源計(jì)數(shù)。

PV操作及信號(hào)量的概念都是由荷蘭科學(xué)家E.W.Dijkstra提出的。信號(hào)量S是一個(gè)整數(shù)，S大于等于零時(shí)代表可供并發(fā)進(jìn)程使用的資源實(shí)體數(shù)，但S小于零時(shí)則表示正在等待使用共享資源的進(jìn)程數(shù)。

 P操作申請(qǐng)資源：
  　　（1）S減1；
  　　（2）若S減1后仍大于等于零，則進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；
  　?。?）若S減1后小于零，則該進(jìn)程被阻塞后進(jìn)入與該信號(hào)相對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中，然后轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度。

 V操作釋放資源：
  　　（1）S加1；
  　?。?）若相加結(jié)果大于零，則進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；
  　　（3）若相加結(jié)果小于等于零，則從該信號(hào)的等待隊(duì)列中喚醒一個(gè)等待進(jìn)程，然后再返回原進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行或轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度。
  
  　　信號(hào)量包含的幾個(gè)操作原語(yǔ)：
  　　CreateSemaphore（）  創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量
  　　OpenSemaphore（）  打開(kāi)一個(gè)信號(hào)量
  　　ReleaseSemaphore（）  釋放信號(hào)量
  　　WaitForSingleObject（）  等待信號(hào)量 
   

信號(hào)量的使用特點(diǎn)使其更適用于對(duì)Socket（套接字）程序中線程的同步。例如，網(wǎng)絡(luò)上的HTTP服務(wù)器要對(duì)同一時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)同一頁(yè)面的用戶數(shù)加以限制，這時(shí)可以為每一個(gè)用戶對(duì)服務(wù)器的頁(yè)面請(qǐng)求設(shè)置一個(gè)線程，而頁(yè)面則是待保護(hù)的共享資源，通過(guò)使用信號(hào)量對(duì)線程的同步作用可以確保在任一時(shí)刻無(wú)論有多少用戶對(duì)某一頁(yè)面進(jìn)行訪問(wèn)，只有不大于設(shè)定的最大用戶數(shù)目的線程能夠進(jìn)行訪問(wèn)，而其他的訪問(wèn)企圖則被掛起，只有在有用戶退出對(duì)此頁(yè)面的訪問(wèn)后才有可能進(jìn)入。 
 
因?yàn)樗鼈兊氖褂梅椒ǘ己茴愃?，下面我結(jié)合起來(lái)給出一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

#include "stdafx.h"
#include "windows.h"
#include "stdio.h"

volatile int ThreadData = 1;

CRITICAL_SECTION csPrint; // 臨界區(qū)
//HANDLE evtPrint; // 事件信號(hào),標(biāo)記事件是否已發(fā)生
//HANDLE mtxPrint; // 互斥信號(hào),如有信號(hào)表明已經(jīng)有線程進(jìn)入臨界區(qū)并擁有此信號(hào)
//HANDLE smphPrint; // 信號(hào)量,表示是否已經(jīng)達(dá)到允許的最大線程數(shù)

void Print(char *str)
{
    EnterCriticalSection(&csPrint); // 進(jìn)入臨界區(qū)
    //WaitForSingleObject(evtPrint, INFINITE); // 等待事件有信號(hào)
    //WaitForSingleObject(mtxPrint, INFINITE); // 等待互斥量空置（沒(méi)有線程擁有它）
    //WaitForSingleObject(smphPrint, INFINITE); // 等待對(duì)共享資源請(qǐng)求被通過(guò) 等于 P操作 

    for (;*str != '\0';str++)
    {
        Sleep(50);
        printf("%c",*str);
    }
    printf("\n");

    LeaveCriticalSection(&csPrint); // 退出臨界區(qū)
    //SetEvent(evtPrint); // 把事件信號(hào)量恢復(fù),變?yōu)橛行盘?hào)
    //ReleaseMutex(mtxPrint); // 釋放對(duì)互斥量的占有
    //ReleaseSemaphore(smphPrint, 1, NULL); // 釋放共享資源 等于 V操作 

}

void ThreadProcess()
{
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
        Sleep(1000);
        Print("Sub  Thread is running!");
    }
    ThreadData = 0;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    HANDLE hThread;
    DWORD ThreadID;

    InitializeCriticalSection(&csPrint); // 初始化臨界區(qū)
    //evtPrint = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, L"PrintEvent"); // 初始化事件
    //mtxPrint = CreateMutex(NULL, FALSE, L"PrintMutex"); // 初始化互斥量
    //smphPrint= CreateSemaphore(NULL, 1, 1, L"PrintSemaphore"); // 設(shè)置信號(hào)量1個(gè)資源,因此同時(shí)只可以有一個(gè)線程訪問(wèn) 

    hThread=CreateThread(NULL,
        0,
        (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProcess,
        NULL,
        0,
        &ThreadID);

    while (ThreadData)
    {
        Print("Main Thread is waiting for Sub Thread!");
        Sleep(600);
    }

    printf("Main Thread Finished!");
    system("pause");
    return 0;
}

   綜上所述：當(dāng)在同一進(jìn)程中的多線程同步時(shí)，臨界區(qū)是效率最最高，基本不需要什么開(kāi)銷。而內(nèi)核對(duì)象由于要進(jìn)行用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換，開(kāi)銷較大，但是內(nèi)核對(duì)象由于可以命名，因此它們同時(shí)可以用于進(jìn)程間的同步。另外，值得一提的是，信號(hào)量可以設(shè)置允許訪問(wèn)資源的線程或進(jìn)程個(gè)數(shù)，而不僅僅是只允許單個(gè)線程或進(jìn)程訪問(wèn)資源。