c++ 多线程向同一个文本写入信息 解决同步与互斥问题

作业：使用四个线程向一个文本内写入不同的内容，要求解决同步与互斥的问题。

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Windows多线程结构：

HANDLE CreateThread(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,//SD：线程安全相关的属性，常置为NULL
    SIZE_T dwStackSize,//initialstacksize：新线程的初始化栈的大小，可设置为0
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,//threadfunction：被线程执行的回调函数，也称为线程函数
    LPVOID lpParameter,//threadargument：传入线程函数的参数，不需传递参数时为NULL
    DWORD dwCreationFlags,//creationoption：控制线程创建的标志
    LPDWORD lpThreadId//threadidentifier：传出参数，用于获得线程ID，如果为NULL则不返回线程ID
    )

/*
lpThreadAttributes：指向SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，决定返回的句柄是否可被子进程继承，如果为NULL则表示返回的句柄不能被子进程继承。

dwStackSize：设置初始栈的大小，以字节为单位，如果为0，那么默认将使用与调用该函数的线程相同的栈空间大小。
任何情况下，Windows根据需要动态延长堆栈的大小。

lpStartAddress：指向线程函数的指针，函数名称没有限制，但是必须以下列形式声明：
DWORD WINAPI 函数名 (LPVOID lpParam) ，格式不正确将无法调用成功。

lpParameter：向线程函数传递的参数，是一个指向结构的指针，不需传递参数时，为NULL。

dwCreationFlags：控制线程创建的标志，可取值如下：
（1）CREATE_SUSPENDED(0x00000004)：创建一个挂起的线程（就绪状态），直到线程被唤醒时才调用
（2）0：表示创建后立即**。
（3）STACK_SIZE_PARAM_IS_A_RESERVATION(0x00010000)：dwStackSize参数指定初始的保留堆栈的大小，
如果STACK_SIZE_PARAM_IS_A_RESERVATION标志未指定，dwStackSize将会设为系统预留的值

lpThreadId:保存新线程的id

返回值：函数成功，返回线程句柄，否则返回NULL。如果线程创建失败，可通过GetLastError函数获得错误信息。


*/

BOOL WINAPI CloseHandle(HANDLE hObject);        //关闭一个被打开的对象句柄
/*可用这个函数关闭创建的线程句柄，如果函数执行成功则返回true(非0),如果失败则返回false(0)，
如果执行失败可调用GetLastError.函数获得错误信息。
*/

Windows互斥锁解决同步问题：

HANDLE WINAPI CreateMutex(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,        //线程安全相关的属性，常置为NULL
    BOOL                  bInitialOwner,            //创建Mutex时的当前线程是否拥有Mutex的所有权
    LPCTSTR               lpName                    //Mutex的名称
);
/*
MutexAttributes:也是表示安全的结构，与CreateThread中的lpThreadAttributes功能相同，表示决定返回的句柄是否可被子进程继承，如果为NULL则表示返回的句柄不能被子进程继承。
bInitialOwner:表示创建Mutex时的当前线程是否拥有Mutex的所有权，若为TRUE则指定为当前的创建线程为Mutex对象的所有者，其它线程访问需要先ReleaseMutex
lpName:Mutex的名称
*/

DWORD WINAPI WaitForSingleObject(
    HANDLE hHandle,                             //要获取的锁的句柄
    DWORD  dwMilliseconds                           //超时间隔
);

/*
WaitForSingleObject:等待一个指定的对象(如Mutex对象)，直到该对象处于非占用的状态(如Mutex对象被释放)或超出设定的时间间隔。除此之外，还有一个与它类似的函数WaitForMultipleObjects，它的作用是等待一个或所有指定的对象，直到所有的对象处于非占用的状态，或超出设定的时间间隔。 

hHandle：要等待的指定对象的句柄。

dwMilliseconds：超时的间隔，以毫秒为单位；如果dwMilliseconds为非0，则等待直到dwMilliseconds时间间隔用完或对象变为非占用的状态，如果dwMilliseconds 为INFINITE则表示无限等待，直到等待的对象处于非占用的状态。
*/

BOOL WINAPI ReleaseMutex(HANDLE hMutex);

//说明：释放所拥有的互斥量锁对象，hMutex为释放的互斥量句柄

代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>   
#include <windows.h>   
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
using namespace std;

int accnt1 = 0;
int accnt2 = 0;


HANDLE hMutex = NULL;
DWORD WINAPI Fun1(LPVOID lpParamter)
{
    WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
    cout << "2" << endl;
    
    /*ofstream writeFile2("D:\\C++\\data\\test.txt", ofstream::app);
    writeFile2 << "This is a Test2!\n";
    writeFile2.close();*/
    FILE* fp;
    fp = fopen("D:\\C++\\data\\test.txt", "a");
    fprintf(fp, "test2\n");
    fclose(fp);

    ReleaseMutex(hMutex);
    return 0L;
}

DWORD WINAPI Fun2(LPVOID lpParamter)
{

    WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
    cout << "3" << endl;
    
    FILE* fp;
    fp = fopen("D:\\C++\\data\\test.txt", "a");
    fprintf(fp, "test3\n");
    fclose(fp);
    /*ofstream writeFile3("D:\\C++\\data\\test.txt", ofstream::app);
    writeFile3 << "This is a Test3!\n";
    writeFile3.close();*/

    ReleaseMutex(hMutex);

    return 0L;
}

DWORD WINAPI Fun3(LPVOID lpParamter)
{

    WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
    cout << "4" << endl;

    FILE* fp;
    fp = fopen("D:\\C++\\data\\test.txt", "a");
    fprintf(fp, "test4\n");
    fclose(fp);
    /*ofstream writeFile4("D:\\C++\\data\\test.txt", ofstream::app);
    writeFile4 << "This is a Test4!\n";
    writeFile4.close();*/


    ReleaseMutex(hMutex);

    return 0L;
}


int main()
{

    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, Fun1, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, Fun2, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hThread3 = CreateThread(NULL, 0, Fun3, NULL, 0, NULL);
    hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, L"screen");

    CloseHandle(hThread1);
    CloseHandle(hThread2);
    CloseHandle(hThread3);


    WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
    cout << "1" << endl;


    FILE* fp;
    fp = fopen("D:\\C++\\data\\test.txt", "a");
    fprintf(fp, "test1\n");
    fclose(fp);
    

    /*ofstream writeFile1("D:\\C++\\data\\test.txt", ofstream::app);
    writeFile1 << "This is a Test1!\n";
    writeFile1.close();
    */

    ReleaseMutex(hMutex);

    return 0;
}