下载文档原格式
线程的同步方式摘要：一、线程同步的必要性1.多线程编程中的资源竞争问题2.线程同步解决资源竞争问题二、常见的线程同步方式1.互斥锁（Mutex）1.作用范围：同一进程内的不同线程2.锁定机制：一个线程获得锁，其他线程等待2.信号量（Semaphore）1.作用范围：同一进程内的不同线程2.计数机制：用于控制同时访问资源的线程数量3.互斥量（Mutex）1.作用范围：同一进程内的不同线程2.量子化：锁持有时间限制4.读写锁（Read-Write Lock）1.作用范围：同一进程内的不同线程2.读写分离：读操作不互斥，写操作互斥5.条件变量（Condition Variable）1.作用范围：同一进程内的不同线程2.协同工作：与互斥锁结合使用，实现线程间的条件等待与通知三、线程同步的优缺点1.优点1.避免资源竞争，提高程序稳定性2.提高资源利用率2.缺点1.同步开销：线程切换和锁机制带来性能损失2.死锁：同步机制可能导致死锁现象四、线程同步的最佳实践1.合理选择同步方式2.尽量减小同步范围3.避免长时间的同步操作4.使用高级同步工具（如C++11中的std::mutex、std::unique_lock 等）正文：线程同步是多线程编程中不可或缺的技术，其主要目的是为了解决多个线程访问共享资源时的资源竞争问题。
没有同步机制，线程之间的数据一致性和程序稳定性都无法得到保障。
因此，深入了解各种线程同步方式，并在实际编程中合理运用，对于提高程序的可读性和实用性具有重要意义。
常见的线程同步方式有互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、互斥量（Mutex）、读写锁（Read-Write Lock）和条件变量（Condition Variable）等。
这些同步方式在不同的场景下有各自的优势，例如，互斥锁和互斥量主要用于防止同一进程内不同线程对共享资源的竞争访问，而信号量和条件变量则可用于实现线程间的协同工作。
线程间的通信线程间的通信1．线程之间的通信简介一般而言,在一个应用程序中（即进程），一个线程往往不是孤立存在的，常常需要和其它线程通信，以执行特定的任务。
如主线程和次线程，次线程与次线程，工作线程和用户界面线程等。
这样,线程与线程间必定有一个信息传递的渠道。
这种线程间的通信不但是难以避免的，而且在多线程编程中也是复杂和频繁的。
线程间的通信涉及到4个问题：（1）线程间如何传递信息（2）线程之间如何同步，以使一个线程的活动不会破坏另一个线程的活动，以保证计算结果的正确合理（3）当线程间具有依赖关系时，如何调度多个线程的处理顺序（4）如何避免死锁问题在windows系统中线程间的通信一般采用四种方式：全局变量方式、消息传递方式、参数传递方式和线程同步法。
下面分别作介绍。
2．全局变量方式由于属于同一个进程的各个线程共享操作系统分配该进程的资源，故解决线程间通信最简单的一种方法是使用全局变量。
对于标准类型的全局变量，我们建议使用volatile 修饰符，它告诉编译器无需对该变量作任何的优化，即无需将它放到一个寄存器中，并且该值可被外部改变。
实例演示该实例采用全局变量来控制时间显示线程的显示格式，比较简单。
主要的代码如下：.h头文件//线程函数声明DWORD WINAPIThreadProc(LPVOIDlpParam); protected:HANDLEm_hThread;//线程句柄DWORD m_nThread;//线程ID.cpp实现文件volatileBYTE m_nShowFlag = 31;//定义全局变量，用于控制显示时间的格式。
volatile修饰符的作用是告诉编译器无需对该变量作任何的优化，即无需将它放到一个寄存器中。
//创建显示时间的线程,参数无m_hThread=CreateThread(NULL,0,ThreadProc,NULL,0,&m_nThread);//线程执行函数，用于实时显示时间，并按规定格式显示DWORD WINAPIThreadProc(LPVOIDlpParam){while(m_nShowFlag){CTimetime;CStringstrTime,strFormat;time=CTime::GetCurrentTime();strFormat ="%H:%M";if (m_nShowFlag&2){//日期strFormat ="%Y-%m-%d" + strFormat;}if (m_nShowFlag&4){//秒钟strFormat +=":%S";}if (m_nShowFlag&8){//周数strFormat +="%W";}if (m_nShowFlag&16){//星期strFormat +="%a";}strTime=time.Format(strFormat);::SetDlgItemText(AfxGetApp()->m_pMainWnd-& gt;m_hWnd,IDC_STATIC_TIME,strTime);Sleep(100);}return 0;}运行效果：工程源码下载地址：/detail/cbnotes/4962315欢迎大家修改和指正。
操作系统线程同步机制实验报告一、实验目的本实验旨在通过对操作系统线程同步机制的实验，深入了解操作系统中线程的运行和同步原理，掌握线程同步机制的使用方法以及安全性问题。
二、实验背景在操作系统中，线程是实现多任务并发执行的基本单位。
为了确保线程的安全性，避免出现竞态条件等问题，需要采取合适的线程同步机制。
三、实验内容1.实现基本的线程同步操作通过使用互斥锁和条件变量，实现以下线程同步问题：（1）生产者/消费者问题：生产者线程生产一定数量的产品，消费者线程从缓冲区中取出产品并消费。
（2）读者/写者问题：多个读者线程可以同时读取共享资源，但是写者线程获取写权限后，其他线程无法读取或写入。
2.实验操作步骤（1）设计和实现多线程程序，包括生产者线程、消费者线程、读者线程和写者线程。
（2）使用互斥锁和条件变量对共享资源进行同步操作，保证线程的安全性。
（3）编译并运行程序，观察线程的执行顺序和结果是否符合预期。
四、实验结果与分析1.生产者/消费者问题通过设计合适的缓冲区和互斥锁，保证生产者线程和消费者线程的安全访问。
实验结果表明，生产者线程可以正确地生产产品，并将产品存储到缓冲区中。
消费者线程可以从缓冲区中取出产品并消费。
2.读者/写者问题通过使用互斥锁和条件变量，实现多个读者线程可以同时读取共享资源，但是写者线程获取写权限后，其他线程无法读取或写入。
实验结果表明，读者线程可以同时读取共享资源，而写者线程获取写权限后，其他线程无法读取或写入。
五、实验总结本实验通过对操作系统线程同步机制的实验，深入了解了操作系统中线程的运行和同步原理，掌握了线程同步机制的使用方法以及安全性问题。
实验结果表明，在设计合适的缓冲区和使用适当的同步机制的情况下，可以有效地保证线程的安全性和正确的并发执行。
六、实验心得通过本次实验，我深刻理解了线程同步机制在操作系统中的重要性。
线程同步机制可以保证多个线程正确地访问共享资源，避免竞态条件等问题的出现。
线程间通信与同步机制线程是现代计算机系统中的基本执行单元，多线程编程已经成为了现代软件开发中不可或缺的一部分。
在多线程编程中，线程间通信和同步机制是非常重要的概念。
本文将从线程间通信和同步机制两个方面进行阐述。
一、线程间通信线程间通信是指多个线程之间进行信息交换的过程。
在多线程编程中，线程间通信是非常重要的，因为多个线程之间需要协同工作，完成复杂的任务。
线程间通信的方式有很多种，下面介绍几种常见的方式。
1. 共享内存共享内存是指多个线程共享同一块内存区域，通过读写这个内存区域来进行信息交换。
共享内存的优点是速度快，但是需要注意线程安全问题。
2. 消息队列消息队列是指多个线程之间通过消息传递来进行信息交换。
消息队列的优点是可以实现异步通信，但是需要注意消息的格式和大小。
3. 信号量信号量是一种用于多线程之间同步的机制，它可以用来控制多个线程的执行顺序。
信号量的优点是可以实现线程之间的同步，但是需要注意死锁问题。
二、同步机制同步机制是指多个线程之间协同工作的一种机制，它可以保证多个线程之间的执行顺序和结果的正确性。
在多线程编程中，同步机制是非常重要的，因为多个线程之间需要协同工作，完成复杂的任务。
同步机制的方式有很多种，下面介绍几种常见的方式。
1. 互斥锁互斥锁是一种用于多线程之间同步的机制，它可以用来控制多个线程的执行顺序。
互斥锁的优点是可以实现线程之间的同步，但是需要注意死锁问题。
2. 条件变量条件变量是一种用于多线程之间同步的机制，它可以用来控制多个线程的执行顺序。
条件变量的优点是可以实现线程之间的同步，但是需要注意死锁问题。
3. 读写锁读写锁是一种用于多线程之间同步的机制，它可以用来控制多个线程的执行顺序。
读写锁的优点是可以实现线程之间的同步，但是需要注意死锁问题。
综上所述，线程间通信和同步机制是多线程编程中非常重要的概念。
在多线程编程中，需要根据具体的情况选择合适的线程间通信和同步机制，以保证多个线程之间的协同工作的正确性和效率。
操作系统实验报告实验名称：线程的同步与互斥专业班级：网络工程1301学号：姓名：2015 年4 月7 日实验二线程的同步与互斥一、实验目的1、掌握程序中线程的操作。
2、熟悉线程不同步时的现象及环境因素。
3、掌握线程中同步和互斥对象的使用。
二、实验内容与步骤1.多线程访问共享变量（互斥）（1）定义类变量int i = 0; 初始值置为0，创建两个线程，一个对i 执行加 1 操作，另一个对i 执行减 1 操作。
两个线程执行相同的次数。
（2）观察两个线程执行后的情况，可以发觉最后i 的值不一定是0，这就是多个线程在操作一个共享变量i时，未互斥访问带来的严重问题。
（3）给这两个线程加上互斥操作的代码，再来观察对 i 值的影响。
添加互斥操作前添加互斥操作后2.通过多线程模拟“生产者—消费者”问题（同步）(1)定义一个数组用来模拟共享缓冲区，定义一个生产者线程和一个消费者线程来实现对数组进行读写。
（2）观察两个线程执行后的情况，看会不会出现读取数据重复和写入数据覆盖的情况，加入两步操作后再观察结果如何。
（3）创建多个生产者线程和消费者线程，再查看运行结果。
添加互斥操作前添加互斥操作后四、实验总结通过本次实验进一步熟悉了程序中线程的操作和线程中同步和互斥对象的使用，基本上理解了计算机系统中资源冲突的解决方法，也理解了线程不同步时的现象及环境因素，学会怎样使用系统和程序中资源冲突的方法，并且进一步了解了操作系统内部的知识，拓宽了我的视野和能力！五、程序清单1.多线程访问共享变量（互斥）using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace AddSub{class Program{static void Main(string[] args){AddAndSub ass = new AddAndSub();Thread add_Td = new Thread(ass.getAdd);Thread sub_Td = new Thread(ass.setSub);add_Td.Start();sub_Td.Start();add_Td.Join();sub_Td.Join();Console.WriteLine("最终结果：--"+ass.num);Console.Read();}}public class AddAndSub{public int num = 0;public AddAndSub(){ }public void getAdd(){lock (this){int i = 1000000;while (i != 0){num++;i--;}}}public void setSub(){lock (this){int j = 1000000;while (j != 0){num--;j--;}}}}}2.通过多线程模拟“生产者—消费者”问题（同步）using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace ConsumerAndProduct{class Program{static void Main(string[] args){BufferForDefine buffer=new BufferForDefine ();Producer producer = new Producer(buffer);Consumer consumer = new Consumer(buffer);//初始化了生产者和消费者,并且把shared参数传递了过去Thread producerThread = new Thread(new ThreadStart(producer.produce)); = "生产者";//定义了一个producerThread线程,new Thread是构造Thread //后面的那个new 则是启动一个新的线程,线程启动的方法是producer1.produceThread consumerThread = new Thread(new ThreadStart(consumer.consume)); = "消费者";//同上producerThread.Start();consumerThread.Start();//启动这两个线程Console.Read();}}public class BufferForDefine{private int[] buffer = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };private int bufferCount = 0;private int readLocation = 0, writeLocation = 0;public BufferForDefine(){ }public int GetBuffer(){lock (this){if (bufferCount == 0){Console.WriteLine("缓冲区无数据,消费者无法读取"); Monitor.Wait(this);}Console.WriteLine("当前索引 " + readLocation);int readValue = buffer[readLocation];bufferCount--;//已经从缓冲区读取了内容,所以bufferCount要进行自减. readLocation = (readLocation + 1) % buffer.Length;//求余的目的是为了循环使用缓冲区Monitor.Pulse(this);//通知对象的第一个等待线程可以从WaitSleepJoin转换到Started状态.return readValue;//返回给consumer取出的数值}}public void setBuffer(int writeValue){lock (this){if (bufferCount == buffer.Length){Console.WriteLine("缓冲区!");Monitor.Wait(this);}//如果缓冲区已满,那么进入waitsleepjoin状态Console.WriteLine("当前索引 " + writeLocation);buffer[writeLocation] = writeValue;//向缓冲区写入数据bufferCount++;//自加,代表缓冲区现在到底有几个数据writeLocation = (writeLocation + 1) % buffer.Length; //用%实现缓冲区的循环利用Monitor.Pulse(this);//唤醒waitSleepJoin状态的进程,到started状态}}}public class Producer{BufferForDefine buffer;public Producer(BufferForDefine buffer){this.buffer = buffer;}public void produce()//定义生产过程{for (int count = 1; count <= 100; count++){buffer.setBuffer(count);Console.WriteLine("生产者向缓冲区中写入 " + count); }//将数据放入缓冲区string name = ;//得到当前线程的名字Console.WriteLine(name + "done producing");//此线程执行完毕}}public class Consumer{int value;BufferForDefine buffer;public Consumer(BufferForDefine buffer){this.buffer = buffer;}public void consume(){for (int count = 1; count <= 100; count++){value = buffer.GetBuffer();Console.WriteLine("消费者从缓冲中读取了数据" + value);}//从缓冲区中循环读取string name = ;//取得当前线程的名字Console.WriteLine(name + "done consuming");}}}。
嵌入式系统开发同步、互斥与通信嵌入式系统开发中，同步、互斥与通信是三个重要的概念。
它们在系统设计和实现中起着至关重要的作用，确保系统能够高效、稳定地运行。
本文将详细介绍这三个概念，并提供一些实用的编程技巧。
同步是指在多个并发执行的任务或线程之间建立一种时间上的关系，确保它们按照一定的顺序执行。
在嵌入式系统中，同步机制可以帮助我们避免竞态条件、死锁等问题，保证系统的正确性和可靠性。
常用的同步机制包括信号量、互斥锁、条件变量等。
互斥是指在多任务环境下，确保同一时间只有一个任务能够访问共享资源。
互斥机制可以防止多个任务同时修改同一数据，从而避免数据不一致和竞争条件。
常用的互斥机制包括互斥锁、读写锁等。
通信是指在不同任务或线程之间进行数据交换和消息传递。
在嵌入式系统中，通信机制可以帮助我们实现任务之间的协作和资源共享，提高系统的效率和响应速度。
常用的通信机制包括消息队列、共享内存、管道等。
在嵌入式系统开发中，合理地使用同步、互斥和通信机制，可以有效地提高系统的性能和稳定性。
然而，不当的使用也可能导致系统出现死锁、资源竞争等问题。
因此，在进行系统设计和编程时，我们需要仔细分析任务之间的关系，选择合适的同步、互斥和通信机制，并进行严格的测试和验证。
在下一部分，我们将详细讨论如何使用这些机制进行嵌入式系统开发。
我们将通过一些具体的例子，展示如何利用信号量、互斥锁、条件变量等实现任务同步，如何利用互斥锁、读写锁等实现任务互斥，以及如何利用消息队列、共享内存、管道等进行任务通信。
同时，我们还将探讨一些常见的同步、互斥和通信问题，并提供一些解决方案和最佳实践。
嵌入式系统开发同步、互斥与通信嵌入式系统开发中，同步、互斥与通信是三个重要的概念。
它们在系统设计和实现中起着至关重要的作用，确保系统能够高效、稳定地运行。
本文将详细介绍这三个概念，并提供一些实用的编程技巧。
同步是指在多个并发执行的任务或线程之间建立一种时间上的关系，确保它们按照一定的顺序执行。
线程的同步实验原理
好的,关于线程的同步实验原理,我将从以下几个方面进行详细阐述:
一、同步的必要性
多线程程序各线程会共享程序资源,如果多个线程同时访问资源,会导致数据混乱,需要同步机制进行协调。
二、同步基本方法
1. 互斥锁:对关键代码段加锁,同一时刻只能一个线程访问。
2. 信号量:用于线程间的信号通知与等待。
3. 条件变量:线程等待某条件满足而挂起。
三、同步实验原理
1. 设置共享资源counter,多个线程对它进行累加。
2. 使用互斥锁,在访问counter时进行加锁和解锁。
3. 线程结束后输出counter值,无同步会混乱,有同步可以正确输出。
四、同步实验过程
1. 主线程创建并启动多个子线程。
2. 子线程通过循环调用访问共享资源。
3. 对访问代码段加锁和解锁。
4. 主线程等待子线程结束,汇总输出结果。
五、实验结果分析
1. 无同步机制,counter值紊乱。
2. 加入同步机制,counter值正确。
3. 验证同步机制的必要性。
4. 观察不同同步手段的优劣。
5. 分析加锁的代价收益。
通过同步实验可以直观理解线程间的同步问题,加深对各种同步手段原理的认识,为多线程开发提供指导。
C语言是一种广泛应用于系统编程和嵌入式开发中的编程语言，它的特点是灵活、高效和强大。
在实际应用中，我们常常需要在不同的线程或进程间进行通信，以实现数据共享和协作处理。
本文将重点介绍C语言中线程间通信和进程间通信的方式，以帮助大家更好地掌握这一重要知识点。
一、线程间通信的方式在C语言中，线程间通信主要有以下几种方式：1. 互斥量互斥量是一种用于保护临界区的同步机制，可以确保在同一时刻只有一个线程访问临界区。
在C语言中，我们可以使用`pthread_mutex_t`类型的变量来创建和操作互斥量。
通过加锁和解锁操作，我们可以实现线程对临界资源的互斥访问，从而避免数据竞争和线程安全问题。
2. 条件变量条件变量是一种用于线程间通信的同步机制，它可以让一个线程等待另一个线程满足特定的条件之后再继续执行。
在C语言中，我们可以使用`pthread_cond_t`类型的变量来创建和操作条件变量。
通过等待和通知操作，我们可以实现线程之间的协调和同步，从而实现有效的线程间通信。
3. 信号量信号量是一种用于控制资源访问的同步机制，它可以限制同时访问某一资源的线程数量。
在C语言中，我们可以使用`sem_t`类型的变量来创建和操作信号量。
通过等待和释放操作，我们可以实现线程对共享资源的争夺和访问控制，从而实现线程间的协作和通信。
二、进程间通信的方式在C语言中，进程间通信主要有以下几种方式：1. 管道管道是一种最基本的进程间通信方式，它可以实现单向的通信。
在C语言中，我们可以使用`pipe`函数来创建匿名管道，通过`fork`和`dup`等系统调用来实现父子进程之间的通信。
管道通常用于在相关进程之间传递数据和实现简单的协作。
2. 共享内存共享内存是一种高效的进程间通信方式，它可以让多个进程共享同一块物理内存空间。
在C语言中，我们可以使用`shmget`、`shmat`等系统调用来创建和操作共享内存，通过对内存的读写操作来实现进程间的数据共享和传递。
操作系统：进程/线程同步的方式和机制，进程间通信一、进程/线程间同步机制。
临界区、互斥区、事件、信号量四种方式临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Eve nt）的区别1、临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
2、互斥量：采用互斥对象机制。
只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。
互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享 .互斥量比临界区复杂。
因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。
3、信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目 .信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。
它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。
它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。
PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。
信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。
P操作申请资源：（1）S减1；（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V操作释放资源：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。
同步和互斥机制同步和互斥机制是计算机科学中的两个重要概念，特别是对于多线程和多进程的编程和操作来说，是必须掌握的技能和策略。
本文将从实际需求和编程实践两个角度讨论同步和互斥机制的概念、应用、特点和实现方法，并结合具体案例进行说明。
一、同步和互斥机制的概念和应用同步和互斥机制是对于多个进程或线程之间的资源竞争和访问顺序控制的两种基本手段。
同步是指协调多个进程或线程之间的操作，使其按照一定的顺序和条件执行，从而达到某种共同的目标。
同步的应用场景很多，如生产者和消费者模型、读写锁、信号量等。
互斥是指在多个进程或线程之间对共享资源的访问进行抢占式的控制，使其不会被多个并发访问和污染。
互斥的主要目标是避免竞争条件，从而保证数据的一致性和正确性。
互斥也常用于生产者和消费者模型、线程安全的单例模式、互斥锁等。
二、同步和互斥机制的特点和优缺点同步和互斥机制都有其特点和优缺点，可以根据具体情况来选用。
同步的特点是需要协调多个进程或线程之间的顺序和执行过程，而且同步过程很容易出现死锁等问题，需要谨慎处理。
同步的优点是可以提高多个进程或线程之间的通信效率和协同性，从而提高整体的性能和稳定性。
互斥的特点是需要对共享资源进行控制和限制，从而确保数据的一致性和正确性，避免了竞争条件和条件竞争的发生。
互斥的优点是可以保证程序的正确性和稳定性，避免了数据的损坏和失效等问题。
互斥的缺点是它会增加程序的开销和时间复杂度，从而降低了程序的性能和效率，而且互斥也容易产生死锁等问题。
三、同步和互斥机制的实现方法同步和互斥机制的实现方法可以根据具体需求和编程语言来选用。
在C++语言中，常用的同步和互斥机制有锁、条件变量、信号量等。
锁的实现是通过原子操作实现的，可以控制并发访问的粒度和范围，从而保证共享变量的一致性和正确性。
锁的实现可以使用互斥锁、自旋锁、读写锁等。
条件变量的实现是通过等待和唤醒的方式实现的。
条件变量可以等待某个事件的发生，例如，当缓冲区为空时等待生产者将数据写入缓冲区并唤醒消费者线程。
进程/线程同步的方式和机制，进程间通信一、进程/线程间同步机制。
临界区、互斥区、事件、信号量四种方式临界区（Critical Section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件（Event）的区别1、临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问，如果有多个线程试图访问公共资源，那么在有一个线程进入后，其他试图访问公共资源的线程将被挂起，并一直等到进入临界区的线程离开，临界区在被释放后，其他线程才可以抢占。
2、互斥量：采用互斥对象机制。
只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。
互斥不仅能实现同一应用程序的公共资源安全共享，还能实现不同应用程序的公共资源安全共享 .互斥量比临界区复杂。
因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。
3、信号量：它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目 .信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与操作系统中的PV操作相同。
它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。
它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。
PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。
信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。
P操作申请资源：（1）S减1；（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V操作释放资源：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。
异步线程和同步线程详解一、异步线程和同步线程的概念1.异步线程（Asynchronous Threads）：异步线程允许在一个线程中的任务执行完毕之前，其他线程可以继续执行。
这种方式可以让线程并行处理任务，从而提高程序的执行效率。
2.同步线程（Synchronous Threads）：同步线程是指在执行过程中，一个线程必须等待另一个线程完成其任务后才能继续执行。
这种方式可以保证程序的顺序执行和数据一致性。
二、异步线程的优点1.提高执行效率：异步线程允许线程并行处理任务，从而加快程序的执行速度。
2.减少等待时间：当一个线程需要等待某个资源或完成某个长时间运行的任务时，异步线程可以让其他线程继续执行，从而减少用户等待时间。
3.充分利用多核资源：异步线程可以充分利用多核处理器的计算能力，提高程序的并行处理能力。
三、同步线程的优点1.保证数据一致性：同步线程可以保证在多个线程同时访问共享数据时，数据的一致性和完整性。
2.易于编程和维护：同步线程的执行流程相对简单，容易理解和实现，也有利于代码的维护和调试。
3.适合处理复杂逻辑：同步线程适合处理需要按照特定顺序执行的复杂逻辑，如某些算法或业务规则。
四、异步线程和同步线程的区别1.执行方式：异步线程是并行执行的，一个线程完成后其他线程可以继续执行；而同步线程是顺序执行的，一个线程必须等待另一个线程完成才能继续执行。
2.数据一致性：异步线程需要注意数据一致性问题，需要通过一些机制（如互斥锁）来保证数据的一致性；而同步线程由于是顺序执行的，数据一致性可以得到保证。
3.适用场景：异步线程适用于需要并行处理大量任务、提高程序执行效率的场景；而同步线程适用于需要按照特定顺序执行任务、保证数据一致性的场景。
五、异步线程和同步线程的应用场景1.异步线程的应用场景：网络编程、文件IO操作、复杂计算等需要大量计算或等待的场景。
例如，在Web服务器中处理多个客户端请求时，可以采用异步线程来提高服务器的响应速度和处理能力。
实验二线程的同步和互斥问题一．实验内容：编写程序实现并发线程之间的同步和互斥问题。
线程间的互斥：并发执行的线程共享某些类临界资源，对临界资源的访问应当采取互斥的机制。
线程间的同步：并发执行的线程间通常存在相互制约的关系，线程必须遵循一定的规则来执行，同步机制可以协调相互制约的关系。
二．实验目的和要求1）了解进程同步与互斥的概念，掌握编写进程同步、互斥的实例。
2）解决一类典型的进程间同步问题，如生产者-消费者问题，读者-写者问题等。
三．实验方法和步骤1．实验方法掌握同步与互斥的机制，选取合适的问题，给出演示程序的设计思想，包括流程图的形式；选取C、C++、VC、JA V A等计算机语言，编程调试，最终给出运行正确的程序。
2．程序设计（1）线程间互斥：分析问题，创建多个线程，找出临界资源，划出正确的临界区，根据互斥机制的操作模式，编写程序。
互斥机制的操作模式：p(mutex);/*关锁*/临界区的操作；v(mutex);/*开锁*/（2）线程间同步——读者-写者问题示例：在Windows 2000 环境下，创建一个包含n 个线程的控制台进程。
用这n 个线程来表示n个读者或写者。
每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写操作。
请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。
读者-写者问题的读写操作限制：1）写-写互斥；2）读-写互斥；3）读-读允许；运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。
测试数据文件格式测试数据文件包括n 行测试数据，分别描述创建的n 个线程是读者还是写者，以及读写操作的开始时间和持续时间。
每行测试数据包括四个字段，各字段间用空格分隔。
第一字段为一个正整数，表示线程序号。
第二字段表示相应线程角色，R 表示读者是，W 表示写者。
第三字段为一个正数，表示读写操作的开始时间。
线程之间通信的方法
以下是 7 条关于线程之间通信的方法：
1. 共享内存呀！这就好比是一群小伙伴共享一个大宝藏箱子，大家都可以往里面放东西或从里面拿东西。
比如说多个线程共同操作一个数据数组，一个线程修改了，其他线程立马就能知道！
2. 消息传递也很棒啊！就像你给朋友发个消息告诉他你的发现一样。
比如线程A 发送一个任务完成的消息给线程B，让B 知道可以进行下一步了。
3. 信号量呢！这不就像一个信号灯嘛，红灯停绿灯行。
当信号量允许时，线程才能继续进行，否则就得等待。
就好像玩游戏要等上一个人完成了才能轮到你。
4. 管道通信也很有意思呀！就像用水管输送东西一样。
线程可以通过管道来交流数据，一个线程往里送，另一个线程从那头接收。
5. 事件机制也不错哟！就如同等待一个特别的事情发生。
当触发了某个事件，相关线程就会知晓并做出反应。
6. 条件变量也很有用呢！好比你在等着一个特定的条件满足才行动。
线程可以等待条件变量满足后再进行接下来的操作。
7. 互斥锁也不能少哇！它就像一把锁，只允许一个线程拥有它来操作关键区域。
如果其他人也想，那就得等锁被释放。
就像你拿到了唯一的钥匙才能打开那扇重要的门一样。
总之，线程之间通信的方法多种多样，各有各的奇妙之处，得根据具体需求好好选择和运用呀！。
线程同步的⼏种实现⽅案当多个线程对同⼀数据进⾏访问时，容易出现线程安全问题，这个时候就需要让线程同步来保证数据的安全。
线程同步就是说在两个或两个以上的线程访问同⼀资源的时候，需要⽤到某种⽅式来保证资源在某⼀时刻只能被⼀个线程访问线程同步的实现⽅案：⼀、同步代码块：synchronized（同步监视器） 1、认识同步监视器（锁⼦） synchronized（同步监视器）{} 1）必须是引⽤数据类型，不能是基本数据类型 2）在同步代码块中可以改变同步监视器对象的值，不能改变其引⽤ 3）尽量不要使⽤String和包装类Integer做同步监视器，如果要使⽤，则必须保证代码快啊中不对其做任何操作 4）⼀般使⽤共享资源做同步器 5）可以创建⼀个专门的同步监视器，没有任何含义 6）建议使⽤final来修饰同步监视器 2、同步代码块的执⾏过程 1）第⼀个线程来到同步代码块，发现同步监视器是open状态，需要close，然后执⾏其中的代码 2）第⼀个线程执⾏过程中，发⽣了线程切换（阻塞就绪），第⼀个线程失去了CPU，但是没有开锁 3）第⼆个线程获取了CPU，来到同步代码块，发现同步监视器close状态，⽆法执⾏其中的代码，第⼆个也进⼊了阻塞状态 4）第⼀个线程再次获得CPU，执⾏后续代码，执⾏完毕释放锁 5）第⼆个线程再次获得CPU，来到同步代码块发现是开锁状态，重复第⼀个线程的处理过程 3、下⾯的代码是⽤同步代码块来实现线程同步（多个窗⼝实现安全售票）public class TiketsTest {public static void main(String[] args) {for(int i = 0;i<5;i++){//运⽤循环来开启五个线程（模拟五个售票员）new Thread(new TiketsRunnable(),"售票员"+(i+1)).start();//此处为了⽅便直接使⽤匿名对象}}public class TiketsRunnable implements Runnable {private int tikets = 100;//要卖票的总数private Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while (true){synchronized (obj) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if (tikets <= 0) {break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了第" + tikets-- + "票");}}}}⼆、同步⽅法：修饰符 synchronized 返回值类型⽅法名（参数）{} 1、不要将run（）定义为同步⽅法 2、同步⽅法的同步监视器是this 3、同步代码块的效率要⾼于同步⽅法 1）同步⽅法的锁是this，⼀旦锁住⼀个⽅法，就锁住了所有的同步⽅法；同步代码块只是锁住了使⽤该同步代码块，⽽没有锁住使⽤其他监视器的代码块 2）同步⽅法是将线程锁在了⽅法的外部，⽽同步代码块将线程锁在了代码块的外部，但是却是⽅法的内部 4、下⾯的代码是⽤同步⽅法来实现线程同步（多个窗⼝实现安全售票）public class TiketsTest {public static void main(String[] args) {for(int i = 0;i<5;i++){//运⽤循环来开启五个线程（模拟五个售票员）new Thread(new TiketsRunnable(),"售票员"+(i+1)).start();//此处为了⽅便直接使⽤匿名对象}}}public class TiketsRunnable implements Runnable {private int tikets = 3;private Object obj = new Object();@Overridepublic void run() {while (true) {sell();if (tikets <= 0) {break;}}}public synchronized void sell(){//同步⽅法if(tikets<=0){return;}try {Thread.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了第" + tikets+ "票");tikets --;}}三、Lock锁 1、Lock锁 1）JDK1.5后新增功能，与采⽤synchronized想⽐，lock锁可提供多种锁⽅案，更灵活 2）java.util.concurrent.lock 中的 Lock 框架是锁定的⼀个抽象，它允许把锁定的实现作为 Java 类，⽽不是作为语⾔的特性来实现。
实验2 Windows线程同步和互斥实验目的1、了解Windows内核对线程同步的支持。
2、了解C的线程函数库及Windows 基本的线程API 函数的使用。
3、进一步理解线程的同步控制原理。
预备知识一、Windows线程同步机制（注：互斥是同步的一种特例）⏹事件（Event)⏹临界区（Critical Section)⏹互斥量（Mutex）⏹信号量（Semaphore）1、是否能跨进程使用？互斥量、信号量、事件都可以跨进程来实现同步数据操作。
临界区只能用在同一进程的线程间互斥，因为临界区无名（无句柄）。
如果只为了在进程内部用的话，使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量。
2、其它区别临界区：访问临界资源的代码段。
课堂上讲过。
（存钱、取钱的例子还记得吗？）互斥量：资源独占使用信号量：资源计数器事件对象：可以通过“通知”的方式来保持线程的同步。
事件是WIN32中最灵活的线程间同步机制。
事件存在两种状态：激发状态（Signaled or True）未激发状态(Unsignaled or False)。
3、详细解释：（见下面实验内容每个程序前）二、VC++（略）实验内容1、用事件（Event）对象来进行线程同步⏹事件可分为两类：⏹手动设置：这种对象只可能用程序手动设置，在需要该事件或者事件发生时，采用SetEvent及ResetEvent来进行设置。
⏹自动恢复：一旦事件发生并被处理后，自动恢复到没有事件状态，不需要再次设置。
⏹_beginthread函数：创建一个线程。
所在库文件：#include <process.h>uintptr_t _beginthread(void( *start_address )( void * ),unsigned stack_size,void *arglist);返回值：假如成功，函数将返回一个处理信息对这个新创建的线程。
如果失败_beginthread将返回-1。
