C/C++多线程、线程同步（互斥锁与信号量）

参考链接2.中写的非常好，简单易懂，上手快，非常好的博文。

使用多线程及互斥锁样例：

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

HANDLE hMutex = NULL;//互斥量
//线程函数
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //请求一个互斥量锁
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        cout << "A Thread Fun Display!" << endl;
        Sleep(100);
        //释放互斥量锁
        ReleaseMutex(hMutex);
    }
    return 0L;//表示返回的是long型的0

}

int main()
{
    //创建一个子线程
    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
    hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE,"screen");
    //关闭线程
    CloseHandle(hThread);
    //主线程的执行路径
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //请求获得一个互斥量锁
        WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);
        cout << "Main Thread Display!" << endl;
        Sleep(100);
        //释放互斥量锁
        ReleaseMutex(hMutex);
    }
    return 0;
}

备注：dwMilliseconds表示千分之一秒，所以 Sleep(1000); 表示暂停1秒。

=================多线程及线程同步内容=======================

线程同步：

线程的同步问题。对于一个资源被多个线程共用会导致程序的混乱，解决方法是只允许一个线程拥有对共享资源的独占，这里我们用互斥量(Mutex)来进行线程同步。

互斥锁和信号量

“信号量用在多线程多任务同步的，一个线程完成了某一个动作就通过信号量告诉别的线程，别的线程再进行某些动作（大家都在semtake的时候，就阻塞在 哪里）。而互斥锁是用在多线程多任务互斥的，一个线程占用了某一个资源，那么别的线程就无法访问，直到这个线程unlock，其他的线程才开始可以利用这 个资源。比如对全局变量的访问，有时要加锁，操作完了，在解锁。有的时候锁和信号量会同时使用的”
也就是说，信号量不一定是锁定某一个资源，而是流程上的概念，比如：有A,B两个线程，B线程要等A线程完成某一任务以后再进行自己下面的步骤，这个任务 并不一定是锁定某一资源，还可以是进行一些计算或者数据处理之类。而线程互斥量则是“锁住某一资源”的概念，在锁定期间内，其他线程无法对被保护的数据进 行操作。在有些情况下两者可以互换。

两者之间的区别:

作用域
信号量: 进程间或线程间(linux仅线程间的无名信号量pthread semaphore)
互斥锁: 线程间

上锁时 
信号量: 只要信号量的value大于0，其他线程就可以sem_wait成功，成功后信号量的value减一。若value值不大于0，则sem_wait使得线程阻塞，直到sem_post释放后value值加一,但是sem_wait返回之前还是会将此value值减一
互斥锁: 只要被锁住，其他任何线程都不可以访问被保护的资源

=================创建多线程使用的API=======================

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：表示创建后立即激活。
（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。
*/

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

==============视频处理使用多线程===============

#include <opencv2/core/version.hpp>
#include <opencv2/calib3d/calib3d.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace System::Runtime::InteropServices;
using namespace System::IO;
using namespace System::Data;
using namespace System::Drawing;
using namespace System::Drawing::Imaging;
using namespace System::Runtime::Serialization::Formatters::Binary;
using namespace System::Windows::Forms;
using namespace System::Threading;

using namespace FRS;
using namespace FRS::Util;
using namespace DataAngine;

HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);


cv::VideoCapture *cap;
void Show(){
    while (true){
        cv::Mat frame;
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        cap>>frame;
        ReleaseMutex(hMutex);
        imshow("video", frame);
        cv::waitKey(1000 / cap->get(CV_CAP_PROP_FPS));
    }
}
int main()
{
    FeatureData ^fa = gcnew FeatureData();

    //cap.open(0);
    cap = new cv::VideoCapture();
    cap->open("rtsp://admin:admin12345@172.18.132.234:554");

    if (!cap->isOpened())
    {
        std::cout << "open rtsp error" << std::endl;
        return 0;
    }
    Thread ^showThread = gcnew Thread(gcnew ThreadStart(Show));
    showThread->Start();
    
    bool stop = true;
    while (stop)
    {
        cv::Mat frame;
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        cap>>frame;
        ReleaseMutex(hMutex);
        if (frame.empty()) continue;
        System::GC::Collect();
        
        Thread::Sleep(100);
    }
}

参考：

1.http://www.blogjava.net/fhtdy2004/archive/2009/07/05/285519.html

2.http://www.cnblogs.com/codingmengmeng/p/5913068.html

3.https://www.cnblogs.com/pkjplayer/p/6653197.html