1、实验目的
（1）进一步掌握Windows系统环境下线程的创建与撤销。
（2）熟悉Windows系统提供的线程同步API。
（3）使用Windows系统提供的线程同步API解决实际问题。
2、实验准备知识：相关API函数介绍
1等待对象
等待对象（wait functions）函数包括等待一个对象（WaitForSingleObject（））和等待多个对象（WaitForMultipleObject（））两个API函数。
1）等待一个对象
WaitForSingleObject（）用于等待一个对象。它等待的对象可以为以下对象之一。
·Change ontification:变化通知。
·Console input: 控制台输入。
·Event:事件。
·Job:作业。
·Mutex:互斥信号量。
·Process:进程。
·Semaphore:计数信号量。
·Thread:线程。
·Waitable timer:定时器。
原型：
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle, // 对象句柄
DWORD dwMilliseconds // 等待时间
）；
参数说明：
（1）hHandle:等待对象的对象句柄。该对象句柄必须为SYNCHRONIZE访问。
（2）dwMilliseconds:等待时间，单位为ms。若该值为0，函数在测试对象的状态后立即返回，若为INFINITE，函数一直等待下去，直到接收到一个信号将其唤醒，如表2-1所示。
返回值：
如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回。
表2-1 函数描述
| 访问 | 描述 |
| WAIT ABANDONED | 等待的对象是一个互斥（Mutex）对象，该互斥对象没有被拥有它的线程释放，它被设置为不能被唤醒 |
| WAIT OBJECT 0 | 指定对象被唤醒 |
| WAIT TIMEOUT | 超时 |
Static HANDLE hHandlel = NULL;
DWORD dRes;
dRes = WaitForSingleObject(hHandlel,10); //等待对象的句柄为hHandlel，等待时间为10ms
2）等待对个对象
WaitForMultiple（）bject（）在指定时间内等待多个对象，它等待的对象与WaitForSingleObject（）相同。
原型：
DWORD WaitForMultipleObjects（
DWORD nCount， //句柄数组中的句柄数
CONST HANDLE * lpHandles， //指向对象句柄数组的指针
BOOL fWaitAll， //等待类型
DWORD dwMilliseconds //等待时间
）；
参数说明：
（1）nCount：由指针 * lpHandles指定的句柄数组中的句柄数，最大数是MAXIMUM WAIT OBJECTS。
（2）* lpHandles：指向对象句柄数组的指针。
（3）fWaitAll：等待类型。若为TRUE，当由lpHandles数组指定的所有对象被唤醒时函数返回；若为FALSE，当由lpHandles数组指定的某一个对象被唤醒时函数返回，且由返回值说明是由于哪个对象引起的函数返回。
（4）dwMilliseconds：等待时间，单位为ms。若该值为0，函数测试对象的状态后立即返回；若为INFINITE，函数一直等待下去，直到接收到一个信号将其唤醒。
返回值：、
如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回。
各参数的描述如表2-2所示。
表2-2 各参数描述
| 访问 | 描述 |
| WAIT OBJECT 0 to（WAIT OBJECT 0＋nCount-1） | 若bWaitAll为TRUE，返回值说明所有被等待的对象均被唤醒；若bWaitAll为FALSE，返回值减去WAIT OBJECT 0说明lpHandles数组下标指定的对象满足等待条件。如果调用时多个对象同时被唤醒，则取多个对象中最小的那个数组下标 |
| WAIT ABANDONED 0 to（WAIT ABANDONED 0＋nCount-1） | 若bWaitAll为TRUE，返回值说明所有被等待的对象均被唤醒，并且至少有一个对象是没有约束的互斥对象；若bWaitAll为FALSE，返回值减去WAIT ABANDONED 0说明lpHandles数组下标指定的没有约束的互斥对象满足等待条件 |
| WAIT TIMEOUT | 超时且参数bWaitAll指定的条件不能满足 |
信号量对象（Semaphore）包括创建信号量（CreateSemaphore（））、打开信号量（OpenSemaphore（））及增加信号量的值（ReleaseSemaphore（））API函数。
1）创建信号量
CreateSemaphore（））用于创建一个信号量。
原型：
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, //安全属性
LONG lInitialCount， //信号量对象的初始值
LONG lMaximumCount， //信号量的最大值
LPCTSTR lpName //信号量名
）；
参数说明：
（1）lpSemaphoreAttributes：指定安全属性，为NULL时，信号量得到一个
默认的安全描述符。
（2）lInitialCount：指定信号量对象的初始值。该值必须大于等于0，小于等于lMaximumCount。当其值大于0时，信号量被唤醒。当该函数释放了一个等待该信号量的线程时，lInitialCount值减1，当调用函数ReleaseSemaphore（）时，按其指定的数量加一个值。
（3）lMaximumCount：指出该信号量的最大值，该值必须大于0。
（4）lpName：给出信号量的名字。
返回值：
信号量创建成功，将返回该信号量的句柄。如果给出的信号量名是系统已经存在的信号量，将返回这个已存在信号量的句柄。如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
Static HANDLE hHandlel= NULL； //定义一个句柄
//创建一个信号量，其初始值为0，最大值为5，信号量的名字为“SemphoreNamel”
HHandle=CreateSemaphore（NULL，0，5，“SemphoreNamel”）；
2）打开信号量
OpenSemaphore（）用于打开一个信号量。
原型：
HANDLE OpenSemaphore（
DWORD dWDesiredAccess， //访问标志
BOOL bInheritHandle， //继承标志
LPCTSTR lpName //信号量名
）；
参数说明：
（1）dwDesiredAccess：指出打开后要对信号量进行何种访问，如表2-3所示。
表2-3 访问状态
| 访问 | 描述 |
| SEMAPHORE ALL ACCESS | 可以进行任何对信号量的访问 |
| SEMAPHORE MODIFY STATE | 可使用ReleaseSemaphore（）修改信号量的值，使信号量成为可用状态 |
| SYNCHRONIZE | 使用等待函数（wait functions），等待信号量成为可用状态 |
（3）lpName：给出信号量的名字。
返回值：
信号量打开成功，将返回该号量的句柄；如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
static HANDLE hHandlel= NULL ；
//打开一个名为“SemphoreNamel”的信号量，之后可使用ReleaseSemaphore（）函数增加信号量的值hHandlel= OpenSemaphore（SEMAPHORE MODIFY STATE，NULL，“SemphoreNamel”）；
3）增加信号量的值
ReleaseSemaphore（）用于增加信号量的值。
原型：
BOOL ReleaseSemaphore（
HANDLE hSemaphore， //信号量对象句柄
LONG lReleaseCount， //信号量要增加数值
LPLONG lpPreviousCount //信号量要增加数值的地址
）；
参数说明：
（1）hSemaphore：创建或打开信号量时给出的信号量对象句柄。Windows NT中建议要使用SEMAPHORE MODIFY STATE访问属性打开该信号量。
（2）IReleaseCount：信号量要增加的数值。该值必须大于0。如果增加该值后，大于信号量创建时给出的lMaximumCount值，则增加操作失效，函数返回FALSE。
（3）LpPreviousCounte：接收信号量值的一个32位的变量。若不需要接收该值，可以指定为NULL。
返回值：
如果成功，将返回一个非0值；如果失败，系统返回0，可以调用函数GetLastError（）查询失败的原因。
用法举例：
static HANDLE hHandlel= NULL;
BOOL rc;
Rc= ReleaseSemaphore(hHandlel,l,NULL); //给信号量的值加1
3、实验内容
完成主、子两个线程之间的同步，要求子线程先执行。在主线程中使用系统调用GreateThread（）创建一个子线程。主线程创建子线程后进入阻塞状态，直到子线程运行完毕后唤醒主线程。
4、实验要求
能正确使用等待对象WaitForSingleObject（）或WaitForMultipleObject（）及信号量对象CreateSemaphore（）、OpenSemaphore（）、ReleaseSemaphore（）等系统调用，进一步理解线程的同步。
5、实验指导
具体操作过程：在Microsoft Visual C++ 6.0环境下建立一个MFC支持的控制台工程文件，编写C程序，在程序中使用CreateSemaphore（NULL，0，1，“SemaphoreNamel”）创建一个名为“SemaphoreNamel”的信号量，信号量的初始值为0，之后使用0penSemaphore（SYNCHRONIZE|SEMAPHOSE MODIFY STATE，NULL，“SemaphoreNamel”）打开该信号量，这里访问标志用“SYNCHRONIZE|SEMAPHORE MODIFY STATE”，以便之后可以使用WaitForSingleObject()等待该信号量及使用ReleaseSemaphore（）释放该信号量，然后创建一个子线程，主线程创建子线程后调用WaitForSingleObject（hHandlel，INFINITE），这里等待时间设置为INFINITE表示要一直等待下去，直到该信号量被唤醒为止。子线程结束，调用ReleaseSemaphore（hHandlel，1，NULL）释放信号量，使信号量的值加1。
6、实验总结
该实验完成了主、子线程的同步，主线程创建子线程后，主线程阻塞，让子线程先执行，等子线程执行完毕后，由子线程唤醒主线程。
7、实验展望
上面的程序完成了主、子两个线程执行先后顺序的同步关系，思考以下问题。
（1）如何实现多个线程的同步？
（2）若允许子线程执行多次后主线程再执行，又如何设置信号量的初值？下载本文
