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概述： semaphores 的说明和使用
微软官方文档：
- Semaphore Objects - Win32 apps | Microsoft Learn
Semaphores是解决各种 producer/consumer问题的关键要素。这种问题会存有一个缓冲区，可能在同一时间内被读出数据或被写入数据。
理论可以证明,mutex 是 semaphore 的一种退化。如果你产生一个semaphore 并令最大值为1,那就是一个 mutex。也因此, mutex又常被称为binary semaphore。在许多系统中, semaphores 常被使用, 因为 mutexes可能并不存在。在Win32中semaphores 被使用的情况就少得多，因为 mutex 存在的缘故。
创建 semaphore
createSemaphoreA 函数 (winbase.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, // 安全属性, 可以设置NULLLONG lInitialCount, // 初始值, [0, lMaximumCount]LONG lMaximumCount, // 最大值, 这也就是在同一时间内能够锁住semaphore之线程的最多个数LPCTSTR lpName // 名称, 其他线程或进程可以根据名称引用该信号量; NULL则产生无名称信号量
);
如果成功就传回一个handle, 否则传回NULL. 不论哪一种情况,GetLastError()都会传回一个合理的结果. 如果指定的semaphore名称已经存在,则该函数还是成功的, GetLastError()会传回ERROR_ALREADY_EXISTS.
获得 semaphore
通过信号量名，获得信号量对象句柄
OpenSemaphoreW function (synchapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
HANDLE OpenSemaphoreW([in] DWORD dwDesiredAccess, // 访问权限，一般传入 SEMAPHORE_ALL_ACCESS [in] BOOL bInheritHandle, // 信号量句柄继承性，一般传入TRUE即可[in] LPCWSTR lpName // 名称，不同进程中个线程可以通过名称来确保它们访问同一个信号量
);
semaphore的现值代表的意义是目前可用的资源数, 如果semaphore的现值为1, 表示还有一个锁定动作可以成功; 如果现值为5, 就表示还有五个锁定动作可以成功. 每当一个锁定动作成功, semaphore的现值就会减1. 你可以使用任何一种 Wait() 函数(例如 WaitForSingleObject() )要求锁定一个semaphore. 因此, 如果semaphore的现值不为0, Wait() 函数会立刻返回.
一个线程可以反复调用 Wait() 函数以产生新的锁定. 这和mutex绝不相同：拥有mutex的线程不论再调用多少次 Wait() 函数, 也不会被阻塞住。
一旦semaphore的现值降到0, 就表示资源已经耗尽. 此时, 任何线程如果调用Wait…()函数, 必然要等待, 直到某个锁定被解除为止.
解除 semaphore
释放信号量
ReleaseSemaphore function (synchapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
注：传入的句柄必须有 SEMAPHORE_MODIFY_STATE 权限，参考 同步对象安全性和访问权限 - Win32 apps | Microsoft Learn
BOOL ReleaseSemaphore([in] HANDLE hSemaphore, // 信号量的句柄[in] LONG lReleaseCount, // 表示增加个数，必须大于0且不超过最大资源数量[out, optional] LPLONG lpPreviousCount // 可以用来传出先前的资源计数，设为NULL表示不需要传出
);
ReleaseSemaphore函数会触发WaitForSingleObject函数。ReleaseSemaphore函数用于释放一个信号量对象的计数，而WaitForSingleObject函数用于等待一个信号量对象的计数。当ReleaseSemaphore函数被调用时，它会将信号量对象的计数增加，并且如果有一个线程正在等待这个信号量对象的计数，那么这个线程就会被唤醒。因此，ReleaseSemaphore函数会触发WaitForSingleObject函数。
补充说明
为什么 semaphore 要有一个初值
CreateSemaphore()的第二个参数是lInitialCount, 它的存在理由和CreateMutex()的bInitialOwner参数的存在理由是一样的. 如果你把初值设定为0, 你的线程就可以在产生semaphore之后进行所有必要的初始化工作. 待初始化工作完成后, 调用 ReleaseSemaphore()就可以把现值增加到其最大可能值.
Demo 多线程同步
#include <stdio.h>
#include <process.h>
#include <windows.h>
long g_nNum;
unsigned int __stdcall Fun(void* pPM);
const int THREAD_NUM = 10;
//信号量与关键段
HANDLE g_hThreadParameter;
CRITICAL_SECTION g_csThreadCode;
int main()
{printf(" 经典线程同步 信号量Semaphore\n");printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");//初始化信号量和关键段 g_hThreadParameter = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);//当前0个资源，最大允许1个同时访问 InitializeCriticalSection(&g_csThreadCode);HANDLE handle[THREAD_NUM];g_nNum = 0;int i = 0;while (i < THREAD_NUM){handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL);WaitForSingleObject(g_hThreadParameter, INFINITE);//等待信号量>0 ++i;}WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);//销毁信号量和关键段 DeleteCriticalSection(&g_csThreadCode);CloseHandle(g_hThreadParameter);for (i = 0; i < THREAD_NUM; i++)CloseHandle(handle[i]);return 0;
}
unsigned int __stdcall Fun(void* pPM)
{int nThreadNum = *(int*)pPM;ReleaseSemaphore(g_hThreadParameter, 1, NULL);//信号量++ Sleep(50);//some work should to do EnterCriticalSection(&g_csThreadCode);++g_nNum;Sleep(0);//some work should to do printf("线程编号为%d 全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nNum);LeaveCriticalSection(&g_csThreadCode);return 0;
}