C语言实现线程的之间的同步和互斥，通过临界区、互斥量、事件、信号量实现线程的同步互斥，同时讲解一下进程之间的同步互斥。

临界区实现同步互斥

首先我们要声明一个临界区的变量，利用临界区变量来实现临界区。
1
CRITICAL_SECTION global_cirtical_sectioin;

使用临界区变量需要先初始临界区变量。

1	InitializeCriticalSection(&global_cirtical_sectioin);

进入临界区，利用临界区变量上锁。

1	EnterCriticalSection(&global_cirtical_sectioin);

出临界区，解锁。

1	LeaveCriticalSection(&global_cirtical_sectioin);

使用结束后，删除临界变量。

1	DeleteCriticalSection(&global_cirtical_sectioin);

完成的使用流程：

CRITICAL_SECTION global_cirtical_sectioin;
unsigned int WINAPI thread_task(LPVOID paramter)
{
    // 进入临界区
	EnterCriticalSection(&global_thread_parameter);
	// 临界区代码
    ...
    // 出临界区   
	LeaveCriticalSection(&global_thread_parameter);
	return 0;
}
void critical_zone_synchronization()
{
	HANDLE hThread[5];
    // 初始化临界区变量
	InitializeCriticalSection(&global_thread_code);
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		hThread[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, thread_task, NULL, 0, NULL);
	}
	WaitForMultipleObjects(5, hThread, TRUE, INFINITE);
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		CloseHandle(hThread[i]);
	}
	DeleteCriticalSection(&global_thread_code);
}

这里的临界区的设置，只允许同一时间只有一个线程能够执行临界区代码。

互斥量实现同步互斥

大致步骤和临界区相同。

初始化互斥量。

1	HANDLE mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);

CreateMutex的作用是找出当前系统是否存在指定进程的示例，如果没有则创建一个互斥体。

互斥对象是系统内核维护的一种数据结构，保证对象对单个线程的访问权。
互斥对象结构包括：使用数量（多少个线程调用该对象），线程ID（互斥对象的维护线程ID），计数器（当前线程调用该对象的次数）。
参数说明：

CreateMutexA(
    _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // 指向安全属性的指针
    _In_ BOOL bInitialOwner, // 初始化互斥对象的所有者 如果为 TRUE 表示互斥量为创建线程所有
    _In_opt_ LPCSTR lpName // 指向互斥对象名的指针
    );

等待互斥量被触发。
1
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
触发互斥量。
1
ReleaseMutex(mutex);
撤销互斥量。
1
CloseHandle(mutex);

事件实现同步互斥

初始化事件

1	HANDLE event = CreateEvent(NULL, false, false, NULL);

HANDLE CreateEvent(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, 	// 安全属性结构体指针
  BOOL                  bManualReset,      	// 是否手动复位
  BOOL                  bInitialState,    	// 初始状态
  LPCTSTR               lpName             	// 事件名称
);

lpEventAttributes：一个指向SECURITY_ATTRIBUTES结构体的指针，用于设置事件对象的安全属性。如果该参数为NULL，则事件对象会继承调用进程的安全属性。
bManualReset：一个布尔值，用于指定事件对象的类型。如果该参数为TRUE，则表示创建的是手动复位事件对象；如果该参数为FALSE，则表示创建的是自动复位事件对象。手动复位事件对象必须通过调用ResetEvent函数来将事件状态复位（即重置为未激发状态）；而自动复位事件对象则会在有信号触发时自动将其状态复位。
bInitialState：一个布尔值，用于指定事件对象的初始状态。如果该参数为TRUE，则表示在创建事件对象时立即将其设置为已激发状态（signaled）；如果该参数为FALSE，则表示事件对象初始状态为未激发状态（nonsignaled）。
lpName：一个字符串指针，用于指定事件对象的名称。如果该参数为NULL，则表示创建一个无名事件对象；否则表示创建命名的事件对象。需要注意的是，如果同时存在同名的命名事件对象，则会返回该事件对象的句柄。

等待事件发生
1
WaitForSingleObject(event, INFINITE);
触发事件
1
SetEvent(event);
撤销事件
1
CloseHandle(event);

信号量同步

初始化信号量

1 2	// 当前0个资源、最大允许1个同时访问 HANDLE semaphore = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);

等待$信号量>1$

1	WaitForSingleObject(semaphore, INFINITE);

释放一个资源，信号量加1
1
ReleaseSemaphore(semaphore, 1, NULL);
撤销信号量
1
CloseHandle(semaphore);

进程之间互斥信号量实现互斥

和线程之间原理一样，这里多了一步需要打开互斥对象，互斥对象有操作内核管理，通过名称查找到。

互斥对象存在时，同名的进程时不能运行的。

创建互斥量

1	HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL, TRUE, MUTEX_NAME);

打开互斥量

1	HANDLE hMutex = OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS, TRUE, MUTEX_NAME);

触发互斥量
1
ReleaseMutex(hMutex);
等待互斥量触发
1
WaitForSingleObject(hMutex, 10000);

存在问题

WaitForSingleObject()

WaitForSingleObject函数的执行流程如下：

线程调用WaitForSingleObject函数并传入需要等待的对象的句柄以及等待时间的长度。
系统检查对象的当前状态：
- 如果对象已经是 signaled 状态（已激发），则直接返回WAIT_OBJECT_0，线程可以继续执行后续操作。
- 如果对象不是 signaled 状态（未激发），则线程进入等待状态，并将该线程从可执行状态转换为等待状态，直到以下三种情况之一发生：
  - 对象被激发，即对象状态变为 signaled。此时，线程会被唤醒，并返回WAIT_OBJECT_0，线程可以继续执行后续操作。
  - 等待超时，即指定的等待时间到达。此时，线程会被唤醒，并返回WAIT_TIMEOUT，线程可以根据需要进行相应处理。
  - 等待的对象被放弃。这通常出现在使用互斥体时，当互斥体的所有者线程意外终止而没有正确释放互斥体时，其他线程在等待该互斥体时会返回WAIT_ABANDONED。
线程根据返回值进行相应的处理。

落叶枫林

C语言多线程编程 (二)