一、题目: 创建线程，利用互斥实现线程共享变量通信
二、目的
掌握线程创建和终止，加深对线程和进程概念的理解，会用同步与互斥方法实现线程之间的通信。
三、内容和要求
软件界面上点“创建线程” 按钮，创建三个生产者线程（P1，P2，P3）和两个消费者线程（C1，C2），生产者和消费者线程共享一个长度为2KB的环型公共缓冲区，生产者向其中投放消息，消费者从中取走消息。只要缓冲区未满，生产者可将消息送入缓冲区；只要缓冲区未空，消费者可从缓冲区取走一个消息。
每个消息具下列结构格式:
消息头（1B，固定为0xaa）,消息长度（1B），消息内容（nB），校验和(1B)，检验和计算方式为消息长度和消息内容所有字节异或结果。
每个生产者每隔n毫秒（n用随机数产生，1到100毫秒之间，间隔不固定）生产一个消息加入缓冲区，并把消息产生时间和内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。P1每次生产的数据为26个大写字母， P2每次生产的数据为26个小写字母，P3每次生产的数据为10个数字。
每个消费者每隔n秒（n用随机数产生，1到5秒之间，间隔不固定）从缓冲区取走一个消息。每消费一个消息需要将消费时间和消息内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。
当用户按结束按钮时结束5个线程，并将5个文件内容显示出来进行对照。
实验要求：
每人完成一份大作业实验报告。报告分问题概述、设计思想、数据定义、处理流程、源程序、运行结果、设计体会等部分。
1） 概述所采用的同步方法；
2） 给出数据定义和详细说明；
3） 给出实现思想和设计流程；
4） 调试完成源程序；
5） 屏幕观察运行结果；
6） 总结自己的设计体会；
编程工具及操作系统平台不限，建议用VC6. 0或Delphi开发。
四、参考资料
Windows系统相关知识介绍
1． 同步对象
同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。
同步对象的使用步骤：
l 创建/初始化同步对象。
l 请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。
l 释放同步对象(互斥量解锁)。
这些对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，实现同步与互斥。本实验中需要用到互斥量(Mutex)，用于多个线程对共享数据互斥访问。
2． 相关API的功能及使用
我们利用Windows SDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义(参见MSDN)。要使用这些API，需要包含这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。
下面给出的是本实验使用到的API的功能和使用方法简单介绍。
(1) CreateThread
l 功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程
l 格式
HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParamiter,
DWORD dwCreationFlags,
Lpdword lpThread );
l 参数说明
lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。
dwStackSize——定义原始堆栈大小。
lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。
lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。
dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。
lpThread——保存线程标志符(32位)
(2) CreateMutex
l 功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象
l 格式
HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,
BOOL bInitialOwner,
LPCTSTR lpName);
l 参数说明
lpMutexAttributes——必须取值NULL。
bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。
lpName——互斥量名称。
(3) WaitForSingleObject
l 功能——使程序处于等待状态，直到信号量hHandle出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间
l 格式
DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);
l 参数说明
hHandle——信号量指针。
dwMilliseconds——等待的最长时间(INFINITE为无限等待)。
(4) ReleaseMutex
l 功能——打开互斥锁，即把互斥量加1。成功调用则返回0
l 格式
BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);
l 参数说明
hMutex——互斥量指针。
(5)其它有关函数Sleep,ResumeThread, TerminateThread,CloseHandle等，请查阅MSDN
五、提交内容
本大作业每个人必须单独完成。最后需提交的内容包括：源程序（关键代码需要注释说明）、可运行程序、算法思路及流程图、心得体会。将以上内容刻入光盘，光盘上写明班级、学号、姓名信息，再将大作业要求、源程序及注释、算法思路及流程图、心得体会等打印出来。最后将打印稿及光盘统一交给网络学院教务员。截止时间2009年12月1日。过期自负。
大作业严禁抄袭。发现抄袭一律以不及格论。
一、题目: 创建线程，利用互斥实现线程共享变量通信
二、目的
掌握线程创建和终止，加深对线程和进程概念的理解，会用同步与互斥方法实现线程之间的通信。
三、内容和要求
软件界面上点“创建线程” 按钮，创建三个生产者线程（P1，P2，P3）和两个消费者线程（C1，C2），生产者和消费者线程共享一个长度为2KB的环型公共缓冲区，生产者向其中投放消息，消费者从中取走消息。只要缓冲区未满，生产者可将消息送入缓冲区；只要缓冲区未空，消费者可从缓冲区取走一个消息。
每个消息具下列结构格式:
消息头（1B，固定为0xaa）,消息长度（1B），消息内容（nB），校验和(1B)，检验和计算方式为消息长度和消息内容所有字节异或结果。
每个生产者每隔n毫秒（n用随机数产生，1到100毫秒之间，间隔不固定）生产一个消息加入缓冲区，并把消息产生时间和内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。P1每次生产的数据为26个大写字母， P2每次生产的数据为26个小写字母，P3每次生产的数据为10个数字。
每个消费者每隔n秒（n用随机数产生，1到5秒之间，间隔不固定）从缓冲区取走一个消息。每消费一个消息需要将消费时间和消息内容记录在一个文本文件中（或显示在列表框中）。
当用户按结束按钮时结束5个线程，并将5个文件内容显示出来进行对照。
实验要求：
每人完成一份大作业实验报告。报告分问题概述、设计思想、数据定义、处理流程、源程序、运行结果、设计体会等部分。
1） 概述所采用的同步方法；
2） 给出数据定义和详细说明；
3） 给出实现思想和设计流程；
4） 调试完成源程序；
5） 屏幕观察运行结果；
6） 总结自己的设计体会；
编程工具及操作系统平台不限，建议用VC6. 0或Delphi开发。
四、参考资料
Windows系统相关知识介绍
1． 同步对象
同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。
同步对象的使用步骤：
l 创建/初始化同步对象。
l 请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。
l 释放同步对象(互斥量解锁)。
这些对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，实现同步与互斥。本实验中需要用到互斥量(Mutex)，用于多个线程对共享数据互斥访问。
2． 相关API的功能及使用
我们利用Windows SDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义(参见MSDN)。要使用这些API，需要包含这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。
下面给出的是本实验使用到的API的功能和使用方法简单介绍。
(1) CreateThread
l 功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程
l 格式
HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParamiter,
DWORD dwCreationFlags,
Lpdword lpThread );
l 参数说明
lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。
dwStackSize——定义原始堆栈大小。
lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。
lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。
dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。
lpThread——保存线程标志符(32位)
(2) CreateMutex
l 功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象
l 格式
HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,
BOOL bInitialOwner,
LPCTSTR lpName);
l 参数说明
lpMutexAttributes——必须取值NULL。
bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。
lpName——互斥量名称。
(3) WaitForSingleObject
l 功能——使程序处于等待状态，直到信号量hHandle出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间
l 格式
DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);
l 参数说明
hHandle——信号量指针。
dwMilliseconds——等待的最长时间(INFINITE为无限等待)。
(4) ReleaseMutex
l 功能——打开互斥锁，即把互斥量加1。成功调用则返回0
l 格式
BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);
l 参数说明
hMutex——互斥量指针。
(5)其它有关函数Sleep,ResumeThread, TerminateThread,CloseHandle等，请查阅MSDN
五、提交内容
本大作业每个人必须单独完成。最后需提交的内容包括：源程序（关键代码需要注释说明）、可运行程序、算法思路及流程图、心得体会。将以上内容刻入光盘，光盘上写明班级、学号、姓名信息，再将大作业要求、源程序及注释、算法思路及流程图、心得体会等打印出来。最后将打印稿及光盘统一交给网络学院教务员。截止时间2009年12月1日。过期自负。
大作业严禁抄袭。发现抄袭一律以不及格论。