C ++事件上的信号量

今天，我将简要讨论如何基于同步对象“事件”实现信号量。

首先检查一下定义。

1.什么是同步，为什么需要同步？

显然，我们可以通过几种方式执行一系列操作。 最简单-顺序和并行。 某些操作的并行执行可以通过运行各种线程来实现。 这个想法很简单：向每个线程分配一些基本（或不是基本）操作，并以一定顺序运行它们。 一般来说，我们可以同时启动所有这些程序-当然，我们会及时获得收益。 这是可以理解的：一个输出一个接一个的单词是一件事，而同时输出例如100个单词的另一件事是。 100倍的时间增益（正负，不包括延迟等）。 但是原始任务可能涉及严格的操作序列。

例如：

• 开启档案
• 将文字写入档案
• 关闭档案

温室示例是专门采取的（很明显，这里不需要并行处理，所有操作都可以按顺序完成），但是作为培训任务，它将完全起作用，最重要的是，在示例中可以清楚地看到一致执行的需求。 或者这是另一个示例，略有不同：

• 生成三个随机数序列
• 顺序显示

在这里，可以通过三个不同的线程同时执行第一个点，但是最后一个结论必须按顺序进行，并且只有在计算出第一点之后才能完成。

通常，并行性任务可能非常不同，并且需要一些工具来同步线程。

2.线程同步工具

Windows.h实现了很多常规同步工具（所谓的“同步对象”）。 其中主要的是：关键区域，事件，互斥体，信号量。 是的，对于信号量，windows.h中已经有一个实现。 “那么为什么要编程呢？”你问。 首先，要更好地了解它的工作原理。 其次，C ++的额外实践尚未阻止任何人:)

鉴于我们将使用事件，我们将解释它是什么以及如何使用它。

事件用于通知挂起的线程。 也就是说，实际上，这是流的信号-它可以被触发或尚未被触发。 从这个对象的意义上讲，它具有某种信号状态并具有调整它的能力（复位/“打开”）。

因此，在连接windows.h之后，我们可以使用以下命令创建事件：

HANDLE CreateEvent ( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, //   BOOL bManualReset, //  : TRUE -  BOOL bInitialState, //  : TRUE -  LPCTSTR lpName //   ); 

如果函数成功，将返回事件句柄。 如果无法创建对象，则将返回NULL。

要将事件的状态更改为信号，我们使用以下函数：

 BOOL SetEvent ( HANDLE hEvent //   ); 

如果成功，将返回一个非零值。

现在关于信号量。 信号量旨在控制同时运行的线程数。 假设我们有1000个线程，但一次只能工作2个，这是在信号量的帮助下进行的调整类型。 以及实现了哪些功能来与此同步对象一起使用？

要创建类似于事件的信号灯：

 HANDLE CreateSemaphore ( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, //   LONG lInitialCount, //     LONG lMaximumCount, //    LPCTSTR lpName //   ); 

如果成功，则获得指向信号量的指针，如果失败，则获得NULL。

信号量计数器不断变化（线程正在运行，并且出现空位），因此需要定期更改信号量的状态。 使用以下功能可以完成此操作：

 BOOL ReleaseSemaphore ( HANDLE hSemaphore, //    LONG lReleaseCount, //     LPLONG lpPreviousCount //   ); 

如果成功，则返回值不为零。

另外值得关注的功能：

 DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, //   ,     DWORD dwMilliseconds //     ); 

在返回的值中，我们特别关注2：WAIT_OBJECT_0-表示对象的状态为信号； WAIT_TIMEOUT-我们没有在分配的时间内等待来自对象的信号状态。

3.任务本身

总的来说，我们的任务是在常规函数上编写类似物。 我们不会使任务复杂化很多，我们将进行“近似实现”。 最主要的是保留标准信号量的定量特征。 带有注释的代码可以在GitHub上找到 。

由于任务本身很简单，因此我们不会使本文特别复杂，但是对于某些人来说可能会派上用场:)