秒杀多线程第四篇 一个经典的多线程同步问题

上一篇《秒杀多线程第三篇原子操作 Interlocked系列函数》中介绍了原子操作在多进程中的作用，如今来个复杂点的。这个问题涉及到线程的同步和相互排斥，是一道很有代表性的多线程同步问题，假设能将这个问题搞清楚，那么对多线程同步也就打下了良好的基础。

程序描写叙述：

主线程启动10个子线程并将表示子线程序号的变量地址作为參数传递给子线程。子线程接收參数 -> sleep(50) -> 全局变量++ -> sleep(0) -> 输出參数和全局变量。

要求：

1．子线程输出的线程序号不能反复。

2．全局变量的输出必须递增。

以下画了个简单的示意图：

分析下这个问题的考察点，主要考察点有二个：

1．主线程创建子线程并传入一个指向变量地址的指针作參数，因为线程启动需要花费一定的时间，所以在子线程依据这个指针訪问并保存数据前，主线程应等待子线程保存完成后才干修改该參数并启动下一个线程。这涉及到主线程与子线程之间的同步。

2．子线程之间会相互排斥的修改和输出全局变量。要求全局变量的输出必须递增。这涉及到各子线程间的相互排斥。

以下列出这个程序的基本框架，能够在此代码基础上进行修改和验证。

//经典线程同步相互排斥问题
#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>

long g_nNum; //全局资源
unsigned int __stdcall Fun(void *pPM); //线程函数
const int THREAD_NUM = 10; //子线程个数

int main()
{
	g_nNum = 0;
	HANDLE  handle[THREAD_NUM];
	
	int i = 0;
	while (i < THREAD_NUM) 
	{
		handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);
		i++;//等子线程接收到參数时主线程可能改变了这个i的值
	}
	//保证子线程已所有执行结束
	WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);  
	return 0;
}

unsigned int __stdcall Fun(void *pPM)
{
//因为创建线程是要一定的开销的，所以新线程并不能第一时间运行到这来
	int nThreadNum = *(int *)pPM; //子线程获取參数
	Sleep(50);//some work should to do
	g_nNum++;  //处理全局资源
	Sleep(0);//some work should to do
	printf("线程编号为%d  全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nNum);
	return 0;
}

执行结果能够參考下列图示，强烈建议读者亲自试一试。

图1

图2

图3

能够看出，执行结果全然是混乱和不可预知的。本系列将会运用Windows平台下各种手段包含关键段，事件，相互排斥量，信号量等等来解决问题并作一份全面的总结，敬请关注。

《秒杀多线程第五篇 经典线程同步 关键段CS》已经公布，欢迎參阅。

《秒杀多线程第六篇 经典线程同步 事件Event》已经公布，欢迎參阅。

《秒杀多线程第七篇 经典线程同步 相互排斥量Mutex》已经公布，欢迎參阅。

《秒杀多线程第八篇 经典线程同步 信号量Semaphore》已经公布，欢迎參阅。 

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