【学习笔记】多进程信号量控制

1、CreateSemaphore

2、ReleaseSemaphore

3、CreateEvent

4、SetEvent

5、WaitForSingleObject

程序案例1：

程序案例2：

1、CreateSemaphore

创建一个计数信号量对象，成功时返回信号量对象的句柄；失败时返回NULL；

cpp 复制代码

HANDLE CreateSemaphore(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, // 安全属性
  LONG lInitialCount,                          // 初始计数
  LONG lMaximumCount,                          // 最大计数
  LPCTSTR lpName                               // 信号量的名字
);

lpSemaphoreAttributes：指向 SECURITY_ATTRIBUTES 结构的指针，确定信号量的安全性。可以设置为 NULL。
lInitialCount：信号量的初始计数值。
lMaximumCount：信号量的最大计数值。
lpName：信号量的名字。可以设置为 NULL，表示没有名字。

2、ReleaseSemaphore

增加信号量的计数值。成功时返回非零值；失败时返回 0。

cpp 复制代码

BOOL ReleaseSemaphore(
  HANDLE hSemaphore, // 信号量的句柄
  LONG lReleaseCount, // 释放的计数值
  LPLONG lpPreviousCount // 指向存储原始计数的变量的指针
);

hSemaphore：信号量的句柄。
lReleaseCount：增加的计数值。
lpPreviousCount：指向存储增加前的计数值的变量的指针。可以设置为 NULL。

3、CreateEvent

创建一个事件对象，用于通知线程或进程发生了特定事件。成功时返回事件对象的句柄；失败时返回NULL。

cpp 复制代码

HANDLE CreateEvent(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // 安全属性
  BOOL bManualReset,                       // 是否手动重置事件
  BOOL bInitialState,                     // 初始状态
  LPCTSTR lpName                          // 事件的名字
);

lpEventAttributes：指向 SECURITY_ATTRIBUTES 结构的指针，确定事件的安全性。可以设置为 NULL。
bManualReset：指定事件是否需要手动重置。如果为 TRUE，则必须手动重置事件；如果为 FALSE，则系统会自动重置事件。
bInitialState：事件的初始状态。如果为 TRUE，事件在创建时为有信号状态；如果为 FALSE，为无信号状态。
lpName：事件的名字。可以设置为 NULL，表示没有名字。

4、SetEvent

设置事件对象为有信号状态。成功时返回非零值；失败时返回 0。

cpp 复制代码

BOOL SetEvent(HANDLE hEvent);

hEvent：事件对象的句柄。

5、WaitForSingleObject

等待一个对象的状态变为有信号状态，或者等待超时。

cpp 复制代码

DWORD WaitForSingleObject(
  HANDLE hHandle,   // 对象的句柄
  DWORD dwMilliseconds // 超时时间，单位为毫秒
);

参数：

hHandle：对象的句柄，例如信号量或事件。
dwMilliseconds：等待的超时时间。如果设置为 INFINITE，则表示无限等待直到对象变为有信号状态。

返回值：

WAIT_OBJECT_0：对象变为有信号状态。
WAIT_TIMEOUT：超时。
WAIT_FAILED：函数失败。

程序案例1：

以下程序实现功能：

四个保存图像的线程；一个信息发送的线程

当四个保存图像的线程都执行完毕之后，发送一次信号

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
#include <vector>

using namespace std;

HANDLE steel_signal_end; // 用于通知主线程所有图像保存完成的事件
HANDLE semaphore;        // 用于计数已完成图像保存的线程数

void save_image(int idex) {
	
	while (true) {
		Sleep(6000);
		// 如果是最后一个完成保存的线程，设置事件
		LONG previous_count;
		// ReleaseSemaphore:信号量的句柄、增加的计数值、指向存储增加前的计数值的变量的指针
		// 增加的计数值:函数中设为了1
		if (ReleaseSemaphore(semaphore, 1, &previous_count) && previous_count + 1 == 4) {
			cout << idex << "最后完成" << endl;
			SetEvent(steel_signal_end);
		}
	}
	
}

void send_message() {
	const int total_threads = 4;

	// 创建手动重置事件，初始状态为非触发状态
	steel_signal_end = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);   // 安全属性、是否手动重置事件、初始状态、事件的名字

	// 创建计数信号量，初始计数为0，最大计数为total_threads
	semaphore = CreateSemaphore(NULL, 0, total_threads, NULL);   // 安全属性、初始计数、最大计数、信号量的名字
	while (true) {
		cout << "等待信号触发" << endl;
		// 主线程等待所有图像保存完成
		WaitForSingleObject(steel_signal_end, INFINITE);
		CloseHandle(semaphore);
		semaphore = CreateSemaphore(NULL, 0, total_threads, NULL);
		cout << "一个批次完成" << endl;
		// 重置事件以准备下一批图像的保存
		ResetEvent(steel_signal_end);
	}
}

int main() {
	vector<std::thread> threads;
	for (unsigned int i = 0; i <= 3; i++) {
		threads.emplace_back(save_image, i);
	}
	threads.emplace_back(send_message);

	for (auto& t : threads) {
		t.join();
	}
	return 0;
}

程序案例2：

只使用计数信号量进行控制

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <Windows.h>
#include <vector>

using namespace std;

HANDLE semaphore;       

void save_image() {
	while (true) {
		Sleep(5000);
		ReleaseSemaphore(semaphore, 1, NULL);
	}
}

void send_message() {
	semaphore = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);   // 安全属性、初始计数、最大计数、信号量的名字
	while (true) {
		cout << "等待信号触发" << endl;
		WaitForSingleObject(semaphore, INFINITE);
		cout << "保存一次图片" << endl;
	}
}

int main() {
	vector<std::thread> threads;
	threads.emplace_back(send_message);
	threads.emplace_back(save_image);

	for (auto& t : threads) {
		t.join();
	}
	return 0;
}