请用技术语言介绍下线程同步，并发 *** 作怎么控制

现在流行的进程线程同步互斥的控制机制，其实是由最原始最基本的4种方法实现的。由这4种方法组合优化就有了Net和Java下灵活多变的，编程简便的线程进程控制手段。
这4种方法具体定义如下 在《 *** 作系统教程》ISBN 7-5053-6193-7 一书中可以找到更加详细的解释
1、临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
2、互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。
3、信号量:为控制一个具有有限数量用户资源而设计。
4、事 件:用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。
临界区（Critical Section）
保证在某一时刻只有一个线程能访问数据的简便办法。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式 *** 作共享资源的目的。
临界区包含两个 *** 作原语：
EnterCriticalSection（） 进入临界区
　LeaveCriticalSection（） 离开临界区
EnterCriticalSection（）语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么，必须确保与之匹配的LeaveCriticalSection（）都能够被执行到。否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。虽然临界区同步速度很快，但却只能用来同步本进程内的线程，而不可用来同步多个进程中的线程。
MFC提供了很多功能完备的类，我用MFC实现了临界区。MFC为临界区提供有一个CCriticalSection类，使用该类进行线程同步处理是非常简单的。只需在线程函数中用CCriticalSection类成员函数Lock（）和UnLock（）标定出被保护代码片段即可。Lock（）后代码用到的资源自动被视为临界区内的资源被保护。UnLock后别的线程才能访问这些资源。
//CriticalSection
CCriticalSection global_CriticalSection;
// 共享资源
char global_Array[256];
//初始化共享资源
void InitializeArray()
{
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=I;
}
}
//写线程
UINT Global_ThreadWrite(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
//进入临界区
global_CriticalSectionLock();
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=W;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
//离开临界区
global_CriticalSectionUnlock();
return 0;
}
//删除线程
UINT Global_ThreadDelete(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
//进入临界区
global_CriticalSectionLock();
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=D;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
//离开临界区
global_CriticalSectionUnlock();
return 0;
}
//创建线程并启动线程
void CCriticalSectionsDlg::OnBnClickedButtonLock()
{
//Start the first Thread
CWinThread ptrWrite = AfxBeginThread(Global_ThreadWrite,
&m_Write,
THREAD_PRIORITY_NORMAL,
0,
CREATE_SUSPENDED);
ptrWrite->ResumeThread();
//Start the second Thread
CWinThread ptrDelete = AfxBeginThread(Global_ThreadDelete,
&m_Delete,
THREAD_PRIORITY_NORMAL,
0,
CREATE_SUSPENDED);
ptrDelete->ResumeThread();
}
在测试程序中，Lock UnLock两个按钮分别实现，在有临界区保护共享资源的执行状态，和没有临界区保护共享资源的执行状态。
程序运行结果
互斥量（Mutex）
互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个，因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。当前占据资源的线程在任务处理完后应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。互斥量比临界区复杂。因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。
互斥量包含的几个 *** 作原语：
CreateMutex（） 创建一个互斥量
OpenMutex（） 打开一个互斥量
ReleaseMutex（） 释放互斥量
WaitForMultipleObjects（） 等待互斥量对象
同样MFC为互斥量提供有一个CMutex类。使用CMutex类实现互斥量 *** 作非常简单，但是要特别注意对CMutex的构造函数的调用
　CMutex( BOOL bInitiallyOwn = FALSE, LPCTSTR lpszName = NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute = NULL)
　不用的参数不能乱填，乱填会出现一些意想不到的运行结果。
//创建互斥量
CMutex global_Mutex(0,0,0);
// 共享资源
char global_Array[256];
void InitializeArray()
{
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=I;
}
}
UINT Global_ThreadWrite(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
global_MutexLock();
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=W;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
global_MutexUnlock();
return 0;
}
UINT Global_ThreadDelete(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
global_MutexLock();
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=D;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
global_MutexUnlock();
return 0;
}
同样在测试程序中，Lock UnLock两个按钮分别实现，在有互斥量保护共享资源的执行状态，和没有互斥量保护共享资源的执行状态。
程序运行结果
信号量（Semaphores）
信号量对象对线程的同步方式与前面几种方法不同，信号允许多个线程同时使用共享资源，这与 *** 作系统中的PV *** 作相同。它指出了同时访问共享资源的线程最大数目。它允许多个线程在同一时刻访问同一资源，但是需要限制在同一时刻访问此资源的最大线程数目。在用CreateSemaphore（）创建信号量时即要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就会减1，只要当前可用资源计数是大于0的，就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小到0时则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目，不能在允许其他线程的进入，此时的信号量信号将无法发出。线程在处理完共享资源后，应在离开的同时通过ReleaseSemaphore（）函数将当前可用资源计数加1。在任何时候当前可用资源计数决不可能大于最大资源计数。
PV *** 作及信号量的概念都是由荷兰科学家EWDijkstra提出的。信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。
P *** 作 申请资源：
　（1）S减1；
　（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；
　（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。
V *** 作 释放资源：
　（1）S加1；
　（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；
　（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。
信号量包含的几个 *** 作原语：
　CreateSemaphore（） 创建一个信号量
　OpenSemaphore（） 打开一个信号量
　ReleaseSemaphore（） 释放信号量
　WaitForSingleObject（） 等待信号量
//信号量句柄
HANDLE global_Semephore;
// 共享资源
char global_Array[256];
void InitializeArray()
{
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=I;
}
}
//线程1
UINT Global_ThreadOne(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
//等待对共享资源请求被通过 等于 P *** 作
WaitForSingleObject(global_Semephore, INFINITE);
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=O;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
//释放共享资源 等于 V *** 作
ReleaseSemaphore(global_Semephore, 1, NULL);
return 0;
}
UINT Global_ThreadTwo(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
WaitForSingleObject(global_Semephore, INFINITE);
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=T;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
ReleaseSemaphore(global_Semephore, 1, NULL);
return 0;
}
UINT Global_ThreadThree(LPVOID pParam)
{
CEdit ptr=(CEdit )pParam;
ptr->SetWindowText("");
WaitForSingleObject(global_Semephore, INFINITE);
for(int i = 0;i<256;i++)
{
global_Array[i]=H;
ptr->SetWindowText(global_Array);
Sleep(10);
}
ReleaseSemaphore(global_Semephore, 1, NULL);
return 0;
}
void CSemaphoreDlg::OnBnClickedButtonOne()
{
//设置信号量 1 个资源 1同时只可以有一个线程访问
global_Semephore= CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL);
this->StartThread();
// TODO: Add your control notification handler code here
}
void CSemaphoreDlg::OnBnClickedButtonTwo()
{
//设置信号量 2 个资源 2 同时只可以有两个线程访问
global_Semephore= CreateSemaphore(NULL, 2, 2, NULL);
this->StartThread();
// TODO: Add your control notification handler code here
}
void CSemaphoreDlg::OnBnClickedButtonThree()
{
//设置信号量 3 个资源 3 同时只可以有三个线程访问
global_Semephore= CreateSemaphore(NULL, 3, 3, NULL);
this->StartThread();
// TODO: Add your control notification handler code here
}
信号量的使用特点使其更适用于对Socket（套接字）程序中线程的同步。例如，网络上的>1，进程：子进程是父进程的复制品。子进程获得父进程数据空间、堆和栈的复制品。
2，线程：相对与进程而言，线程是一个更加接近与执行体的概念，它可以与同进程的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。
两者都可以提高程序的并发度，提高程序运行效率和响应时间。
线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源管理和保护；而进程正相反。同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。
答案二:
根本区别就一点：用多进程每个进程有自己的地址空间(address space)，线程则共享地址空间。所有其它区别都是由此而来的：
1。速度：线程产生的速度快，线程间的通讯快、切换快等，因为他们在同一个地址空间内。
2。资源利用率：线程的资源利用率比较好也是因为他们在同一个地址空间内。
3。同步问题：线程使用公共变量/内存时需要使用同步机制还是因为他们在同一个地址空间内。
网上的答案的 版本怎么想怎么都太学术了。我当时看到过一个比喻特别的好， 我就模仿者把它说下来哈，有错误希望支持哈：
多进程的服务器就好比是
立体的交通系统（立交桥）虽然说建造的时候花费比较大，消耗的资源比较多，但是真要是跑起来不会交通堵塞。但是汽车在上面跑，相互通信就是个很费事儿问题（进程间通信比较麻烦）；多线程就好比是平面的交通系统，造价低，但是很容易交通堵塞，
但是也有好处同步的时候方便。
在网络服务器方面：
单进程 < 多进程(单线程)< 多进程（多线程）
在游戏方面的应用：
I、多线程服务器，玩家数据缓存和向DB的存储我们可以开一个线程单独去做，这样不会有什么大的问题。日志和网络上面说过可以很容易切割出去，主要就是对游戏逻辑的切割。
A：按场景分线程，一个线程管理若干个场景。这样配置灵活，一个线程可以管理若干个小场影，除非有个场景人多到一个CPU跑不下来，一般的游戏都会满足需求。缺点则是不在同一线程的Object在做逻辑交互时，必须用异步，如果用到了脚本，那么这里的复杂度和性能要值得注意。如果项目中出现单个服务器解决不鸟的问题(例如战场服务器)，似乎就成了多线程多进程的庞大架构。
B：将某些功能切割到其它线程，例如Object的管理和查找，NPCAI的寻路，这种方式貌似在做逻辑需要分离到别的线程模块功能时有点麻烦，如果直接上锁等待肯定不是最好的方式,所以这些逻辑必须变成异步。
2、多进程服务器,其实这里的多进程和场景多线程改成了多进程。这里玩家数据缓存和向DB的存储我觉得用一个单独的DB服务器。多进程服务器可以在GameServer和GameClient之间加一个Gate，因为在跨服场景不需频繁断线连接。多进程服务器所有的通讯都依靠网络，有些逻辑必须有网络延迟的消耗。优点是配置灵活，在物理机器性能不够时可以通过扩充物理机器来解决
服务器还有有一个很蛋疼的问题就是过载： 下面介绍一下产生的原因和解决办法：
服务器过载：
原因是高优先级处理阶段对CPU的不公平抢占。所以，如果限制高优先级处理阶段对CPU的占用率，或者限制处理高优先级的CPU个数，都可以减轻或者消除收包活锁现象。具体的可以采用以下的方法：
方法一、采用轮询机制
为了减少中断对系统性能的影响，在负载正常的情况下采用“下半处理”的方法就非常有效，而在高负荷情况下，采用这个方法仍然会造成活锁现象，这时可以采用轮询机制。虽然这个方法在负载正常的情况下会造成资源的浪费和响应速度降低，但在网络数据频繁到达服务器时就要比中断驱动技术有效的多。
方法二、减低中断的频率
这里主要有两种方法：批中断和暂时关闭中断。批中断可以在超载时有效的抑制活锁现象，但对服务器的性能没有什么根本性的改进;当系统出现接收活锁迹象时，可以采用暂时关闭中断的方法来缓和系统的负担，当系统缓存再次可用时可以再打开中断，但这种方法在接收缓存不够大的情况下会造成数据包丢失。
方法三、减少上下文切换
这种方法不管服务器在什么情况下对性能改善都很有效，这时可以采用引入核心级(kerne1—leve1)或硬件级数据流的方法来达到这个目的。核心级数据流是将数据从源通过系统总线进行转发而不需要使数据经过应用程序进程，这个过程中因为数据在内存中，因此需要CPU *** 作数据。
硬件级数据流则是将数据从源通过私有数据总线或是虽等DMA通过系统总线进行转发而不需要使数据经过应用程序进程，这个过程不需要CPU *** 作数据。这样在数据传输过程中不需要用户线程的介入，减少了数据被拷贝的次数，减少了上下文切换的开销。

线程是指程序的一个指令执行序列，WIN32 平台支持多线程程序，允许程序中存在多个线程。 在单 CPU 系统中，系统把 CPU 的时间片按照调度算法分配给各个线程，因此各线程实际上是分时执行的，在多 CPU 的 Windows NT 系统中， 同一个程序的不同线程可以被分配到不同的 CPU 上去执行。由于一个程序的各线程是在相同的地址空间运行的，因此设及到了如何共享内存， 如何通信等问题，这样便需要处理各线程之间的同步问题，这是多线程编程中的一个难点。
线程,也被称为轻量进程（lightweight processes）。计算机科学术语，指运行中的程序的调度单位。
线程是进程中的实体，一个进程可以拥有多个线程，一个线程必须有一个父进程。线程不拥有系统资源，只有运行必须的一些数据结构；它与父进程的其它线程共享该进程所拥有的全部资源。线程可以创建和撤消线程，从而实现程序的并发执行。一般，线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态。
在多中央处理器的系统里，不同线程可以同时在不同的中央处理器上运行，甚至当它们属于同一个进程时也是如此。大多数支持多处理器的 *** 作系统都提供编程接口来让进程可以控制自己的线程与各处理器之间的关联度（affinity）。

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