用C++实现多线程Mutex锁（Win32）

骑猪看日落 2022-06-10 00:26 428阅读 0赞

本文目的：用C++和Windows的互斥对象（Mutex）来实现线程同步锁。  
  
准备知识：1，内核对象互斥体（Mutex）的工作机理，WaitForSingleObject函数的用法，这些可以从MSDN获取详情； 2，当两个或更多线程需要同时访问一个共享资源时，系统需要使用同步机制来确保一次只有一个线程使用该资源。Mutex 是同步基元，它只向一个线程授予对共享资源的独占访问权。如果一个线程获取了互斥体，则要获取该互斥体的第二个线程将被挂起，直到第一个线程释放该互斥体。

下边是我参考开源项目C++ Sockets的代码，写的线程锁类  
  
Lock.h  
1.\#ifndef \_Lock\_H  
2.\#define \_Lock\_H  
3.  
4.\#include <windows.h>  
5.  
6.//锁接口类  
7.class IMyLock  
8.\{  
9.public:  
10. virtual ~IMyLock() \{\}  
11.  
12. virtual void Lock() const = 0;  
13. virtual void Unlock() const = 0;  
14.\};  
15.  
16.//互斥对象锁类  
17.class Mutex : public IMyLock  
18.\{  
19.public:  
20. Mutex();  
21. ~Mutex();  
22.  
23. virtual void Lock() const;  
24. virtual void Unlock() const;  
25.  
26.private:  
27. HANDLE m\_mutex;  
28.\};  
29.  
30.//锁  
31.class CLock  
32.\{  
33.public:  
34. CLock(const IMyLock&);  
35. ~CLock();  
36.  
37.private:  
38. const IMyLock& m\_lock;  
39.\};  
40.  
41.  
42.\#endif  
  
Lock.cpp  
  
1.\#include "Lock.h"  
2.  
3.//创建一个匿名互斥对象  
4.Mutex::Mutex()  
5.\{  
6. m\_mutex = ::CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);  
7.\}  
8.  
9.//销毁互斥对象，释放资源  
10.Mutex::~Mutex()  
11.\{  
12. ::CloseHandle(m\_mutex);  
13.\}  
14.  
15.//确保拥有互斥对象的线程对被保护资源的独自访问  
16.void Mutex::Lock() const  
17.\{  
18. DWORD d = WaitForSingleObject(m\_mutex, INFINITE);  
19.\}  
20.  
21.//释放当前线程拥有的互斥对象，以使其它线程可以拥有互斥对象，对被保护资源进行访问  
22.void Mutex::Unlock() const  
23.\{  
24. ::ReleaseMutex(m\_mutex);  
25.\}  
26.  
27.//利用C++特性，进行自动加锁  
28.CLock::CLock(const IMyLock& m) : m\_lock(m)  
29.\{  
30. m\_lock.Lock();  
31.\}  
32.  
33.//利用C++特性，进行自动解锁  
34.CLock::~CLock()  
35.\{  
36. m\_lock.Unlock();  
37.\}

下边是测试代码  
  
1.// MyLock.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
2.//  
3.  
4.\#include <iostream>  
5.\#include <process.h>  
6.\#include "Lock.h"  
7.  
8.using namespace std;  
9.  
10.//创建一个互斥对象  
11.Mutex g\_Lock;  
12.  
13.  
14.//线程函数  
15.unsigned int \_\_stdcall StartThread(void \*pParam)  
16.\{  
17. char \*pMsg = (char \*)pParam;  
18. if (!pMsg)  
19. \{  
20. return (unsigned int)1;  
21. \}  
22.  
23. //对被保护资源（以下打印语句）自动加锁  
24. //线程函数结束前，自动解锁  
25. CLock lock(g\_Lock);  
26.  
27. for( int i = 0; i < 5; i++ )  
28. \{  
29. cout << pMsg << endl;  
30. Sleep( 500 );  
31. \}  
32.  
33. return (unsigned int)0;  
34.\}  
35.  
36.int main(int argc, char\* argv\[\])  
37.\{  
38. HANDLE hThread1, hThread2;  
39. unsigned int uiThreadId1, uiThreadId2;  
40.  
41. char \*pMsg1 = "First print thread.";  
42. char \*pMsg2 = "Second print thread.";  
43.  
44. //创建两个工作线程，分别打印不同的消息  
45.  
46. //hThread1 = ::CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD\_START\_ROUTINE)StartThread, (void \*)pMsg1, 0, (LPDWORD)&uiThreadId1);  
47. //hThread2 = ::CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD\_START\_ROUTINE)StartThread, (void \*)pMsg2, 0, (LPDWORD)&uiThreadId2);  
48.  
49. hThread1 = (HANDLE)\_beginthreadex(NULL, 0, &StartThread, (void \*)pMsg1, 0, &uiThreadId1);  
50. hThread2 = (HANDLE)\_beginthreadex(NULL, 0, &StartThread, (void \*)pMsg2, 0, &uiThreadId2);  
51.  
52. //等待线程结束  
53. DWORD dwRet = WaitForSingleObject(hThread1,INFINITE);  
54. if ( dwRet == WAIT\_TIMEOUT )  
55. \{  
56. TerminateThread(hThread1,0);  
57. \}  
58. dwRet = WaitForSingleObject(hThread2,INFINITE);  
59. if ( dwRet == WAIT\_TIMEOUT )  
60. \{  
61. TerminateThread(hThread2,0);  
62. \}  
63.  
64. //关闭线程句柄，释放资源  
65. ::CloseHandle(hThread1);  
66. ::CloseHandle(hThread2);  
67.  
68. system("pause");  
69. return 0;  
70.\}  
  
  
用VC2005编译，启动程序，下边是截图

如果将测线程函数中的代码注视掉，重新编译代码，运行  
  
1.CLock lock(g\_Lock);  
  
则结果见下图

由此可见，通过使用Mutex的封装类，即可达到多线程同步的目的。因Mutex属于内核对象，所以在进行多线程同步时速度会比较慢，但是用互斥对象可以在不同进程的多个线程之间进行同步。  
  
在实际应用中，我们通常还会用到临界区，也有叫做关键代码段的CRITICAL\_SECTION，在下篇博客中（ [ http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49714.htm][http_www.linuxidc.com_Linux_2011-12_49714.htm] ），我将会把CRITICAL\_SECTION锁添加进来，并且对Mutex和CRITICAL\_SECTION的性能做以比较。

本篇文章来源于 Linux公社网站([www.linuxidc.com][]) 原文链接：[http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49713p2.htm][http_www.linuxidc.com_Linux_2011-12_49713p2.htm]

[http_www.linuxidc.com_Linux_2011-12_49714.htm]: http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49714.htm
[www.linuxidc.com]: http://www.linuxidc.com
[http_www.linuxidc.com_Linux_2011-12_49713p2.htm]: http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/49713p2.htm