多线程同步之内核模式

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本文主要是对内核模式下的多线程机制进行讲述。与用户模式下的同步机制相比，使用内核对象的同步机制用途更加广泛。

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内核对象包括以下几类

• 进程
• 线程
• 作业
• 事件
• 可等待的计时器
• 信号量
• 互斥量

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等待函数

在使用内核对象的同步机制时，就要用到等待函数来判断内核对象是否已经触发，这样就可以确定调用线程是否可被调度。

WaitForSingleObject

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hObject, DWORD dwMilliseconds);

• hObject：表示要等待的内核对象
• dwMilliseconds：表示线程愿意花费多少时间来等待对象被触发（时间单位：毫秒），INFINITE表示无限等待

• 函数的返回值：如果线程等待的对象被触发了，则返回WAIT_object_0; 如果因为等待超时，返回WAIT_TIMEOUT; 如果给函数传入的是无限的句柄，则返回WAIT_FAILED;

  WaitForMultipleObject

  与WaitForSingleObject不同之处，WaitForMultipleObject可以等待多个内核对象。

  DWORD WaitForMultipleObject(		DWORD dwCount,		CONST HANDLE* phObjects,		BOOL  bWaitAll, 		DWORD dwMilliseconds);
  		DWORD dwCount,
  		CONST HANDLE* phObjects,
  		BOOL  bWaitAll, 
  		DWORD dwMilliseconds)

• dwCount：等待内核对象的数量

• phObjects：指针，指向内核对象句柄数组
• bWaitAll： TRUE,等待所有的内核对象都触发时才返回；FALSE，只要有一个内核对象触发就返回
• dwMilliseconds：表示线程愿意花费多少时间来等待对象被触发（时间单位：毫秒），INFINITE表示无限等待
• WaitForMultipleObject的返回值：WAIT_TIMEOUT、WAIT_FAILED与WaitForSingleObject相同；如果设置的是任意一个内核对象触发就返回的话，则返回值是[WAIT_object_0,WAIT_object_0+dwCount-1]，得到的数值是内核句柄数组的一个索引；

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事件内核对象

事件内核对象包括一个使用计数，一个是否是自动重置事件还是手动重置事件的布尔值，以及另一个表示事件有没有被触发的布尔值。
手动重置事件被触发的时候，正在等待该事件的所有线程都讲变成可调度状态。
自动重置事件被触发的时候，只要一个正在等待该事件的线程会变成可调度状态。

事件内核对象的创建

HANDLE CreateEvent(		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,		BOOL bManualReset,		BOOL bInitialState,		PCTSTR pszName);
		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
		BOOL bManualReset,
		BOOL bInitialState,
		PCTSTR pszName)

• bManualReset:表示是否创建手动重置对象
• bInitialState:事件初始化为触发状态(TRUE)还是未触发状态(FALSE)

BOOL SetEvent(HANDLE hEvent);//设置事件触发状态
BOOL ResetEvent(HANDLE hEvent);//设置事件未触发状态

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信号量内核对象

信号量内核对象用来对资源进行计数。包含一个使用计数，一个最大资源计数和一个目前资源使用计数。

信号量的规则：

• 如果当前资源计数大于0，那么信号量处于触发状态
• 如果当前资源计数等于0，那么信号量处于未触发状态
• 系统绝对不会让当前资源计数变为负数
• 当前资源计数绝对不会大于最大资源计数

信号量内核对象的创建

HANDLE CreateSemaphore(		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,		LONG lInitialCount,		LONG lMaximumCount,		PCTSTR pszName)
		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
		LONG lInitialCount,
		LONG lMaximumCount,
		PCTSTR pszName)

• lMaximumCount: 资源的最大使用数量
• lInitialCount: 初始化时资源中有多少可以使用

每当线程成功等待信号量内核对象，则会将当前使用计数减1，最后线程还要调用ReleaseSemaphore来递增信号量的当前资源使用计数。

BOOL ReleaseSemaphore(HANDLE hSemaphore,LONG lReleaseCount,PLONG plRreviousCount);
//此函数把lReleaseCount的值加到信号量的当前资源计数上，plRreviousCount返回当前资源计数的原始值

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互斥量内核对象

互斥量内核对象用来确保一个一个线程独占对一个资源的访问。互斥量对象包含一个使用计数，线程ID，递归计数。
其中，线程ID用了标识当前占用互斥量的是系统中的哪一个线程，递归计数标识这个线程占用该互斥量的次数。

互斥量对象的规则：

• 如果线程ID为0，那么该互斥对象不为任何线程所占用，它处于触发状态
• 如果线程ID非零值，那么有一个线程已经占用了该互斥量，它处于未触发状态

互斥量对象的创建

HANDLE CreateMutex(		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,		BOOL bInitialOwner,		PCTSTR pszName)
		PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
		BOOL bInitialOwner,
		PCTSTR pszName)

• bInitialOwner: 互斥量对象的初始状态。FALSE,互斥量对象的线程ID为0，递归计数为0，处于触发状态。
  互斥内核对象的一个特点：系统会检查当前线程的ID与互斥量内部记录的线程ID是否相同。如果ID一致，那么系统会让线程保持可调度状态，即使互斥量尚未触发。

BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);//释放互斥量，互斥量内部的线程ID置0，递归计数置0，互斥量变成触发状态

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