临界区、互斥、信号量

引言

临界区、互斥、信号量都是在并发运行中，对资源的访问进行控制的方式。在本文中，资源即为代码。

1、临界区

临界区即独占式资源，在多线程中，有且只有一个线程可以访问临界区。

例1：多个线程做同样的一件事：打印文件a。

定义临界区;
初始化临界区;
线程A
{
	进入临界区;//若无法进入，则表示已有其它线程进入临界区
	打印机打印文件a;//打印机不能同时打印两份文件，所以置于临界区
	离开临界区;
}
主程序
{
	线程A A1;
	线程A A2;
	线程A1运行;
	线程A2运行;
	等线程A1、A2均运行结束，释放临界区;
}

例2：多个线程打印不同的文件。

定义临界区;
初始化临界区;
线程A
{
	进入临界区;//若无法进入，则表示已有其它线程进入临界区
	打印机打印文件a;//打印机不能同时打印两份文件，所以置于临界区
	离开临界区;
}
线程B
{
	进入临界区;//若无法进入，则表示已有其它线程进入临界区
	打印机打印文件b;//打印机不能同时打印两份文件，所以置于临界区
	离开临界区;
}
主程序
{
	线程A A1;
	线程B B1;
	线程A1运行;
	线程B1运行;
	等线程A1、B1均运行结束，释放临界区;
}

2、互斥

互斥的使用方法与临界区基本一致，区别在于适用范围。互斥适用于不同应用程序之间的资源访问控制，临界区适用于当前应用程序中不同线程之间的资源访问控制。最好不要将互斥应用於单个应用程序中，它的执行速度较临界区要慢。

3、信号量

信号量适用于多线程对一定数量的资源的访问控制。

例：2个取票口，5个线程模拟取票。

信号量 signal = 2;//意为2个取票口
线程A
{
	等待信号量;//大致解释为下列代码
	// while(signal<=0);//若signal小于等于0，需等待别处“释放信号量”
	// signal--;
	取票;
	释放信号量;//大致解释为下列代码
	// signal++;
}
主程序
{
	//定义5个线程，模拟5个人取票，但只有2个取票口的情景
	线程A A1;
	线程A A2;
	线程A A3;
	线程A A4;
	线程A A5;
	线程A1运行;
	线程A2运行;
	线程A3运行;
	线程A4运行;
	线程A5运行;
}