linux多线程同步—信号量 linux 多线程同步

linux多线程编程-信号量

信号量机制

锁机制使用是有限制的，锁只有两种状态，即加锁和解锁，对于互斥的访问一个全局变量，这样的方式还可以对付，但是要是对于其他的临界资源，比如说多台打印机等，这种方式显然不行了。

信号量机制在操作系统里面学习的比较熟悉了，信号量是一个整数计数器，其数值表示空闲临界资源的数量。

当有进程释放资源时，信号量增加，表示可用资源数增加；当有进程申请到资源时，信号量减少，表示可用资源数减少。这个时候可以把锁机制认为是0-1信号量。

关于信号量机制的函数 初始化信号量

int sem_init(sem_t * sem, int pshared, unsigned int value);

- 成功返回0，失败返回-1；

- 参数sem：表示指向信号结构的指针。

- 参数pshared：不是0 的时候该信号量在进程间共享，否则只能在当前进程的所有线程间共享。

- 参数value：信号量的初始值。

int sem_wait(sem_t *sem); 信号量减一操作，有线程申请资源

- 成功返回0，否则返回-1

- 参数sem：指向一个信号量的指针

int sem_post(sem_t *sem);信号量加一操作，有线程释放资源

- 成功返回0，否则返回-1

- 参数sem：指向一个信号量指针

int sem_destroy(sem_t *sem); 销毁信号量

- 成功返回0，否则返回-1

- 参数sem：指向一个信号量的指针。

信号量来解决多线程的同步问题，程序代码如下

#include<stdio.h>

#include<pthread.h>

#include<errno.h>

#include<stdlib.h>

#include<unistd.h>

#include <semaphore.h>

void* ticketport1(void*);

void* ticketport2(void*);

int tickets=100;

sem_t mutex,full; //定义两个信号量

int main()

{

int ret;

pthread_t id1,id2;

ret=sem_init(&mutex,0,1); //初始化mutex信号量为1

ret+=sem_init(&full,0,0); //初始化full信号量为0

if(ret!=0)

{

perror("sem_init");

}

ret=pthread_create(&id1,NULL,ticketport1,NULL);

if(ret<0)

{

perror("creat thread1:");

exit(-1);

}

ret=pthread_create(&id2,NULL,ticketport2,NULL);

if(ret<0)

{

perror("creat thread2:");

exit(-1);

}

pthread_join(id1,NULL);

pthread_join(id2,NULL);

return 0;

}

void* ticketport1(void* arg)

{

while(1)

{

sem_wait(&mutex); //mutex信号量进行P操作

if(tickets>0)

{

usleep(1000);

printf("thread1 sell ticket: %d\n",tickets--);

sem_post(&full); //full信号量进行V操作

}

else

{

sem_post(&full); //full信号量进行V操作

break;

}

}

return (void*)0;

}

void* ticketport2(void* arg)

{

while(1)

{

sem_wait(&full); //full信号量进行P操作

if(tickets>0)

{

usleep(1000);

printf("thread2 sell ticket: %d\n",tickets--);

sem_post(&mutex); //mutex信号量进行V操作

}

else

{

sem_post(&mutex); //mutex信号量进行V操作

break;

}

}

return (void*)0;

}

上面的sem_init函数用来初始化两个信号量的初始化值，这里一个设为1，一个设为0，sem_wait类似于P操作，让信号量减1，如果小于结果小 于0，线程阻塞，否则线程继续执行，sem_post类似于V操作，提升信号量的值，加1，通过这两个信号量之间的互相“救对方”，就可以实现这两个线程 的同步执行

经典的生产者消费者问题，只有当生产者把资源放入存储区，消费者才能取得

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <pthread.h>

#include <semaphore.h>

#define MAXSIZE 10

int stack[MAXSIZE];

int size =0;

sem_t sem;

void privide_data(void)

{

int i;

for(i =0;i<MAXSIZE;++i)

{

stack[i] = i;

sem_post(&sem);

}

}

void handle_data(void)

{

int i;

while((i = size ++) <MAXSIZE)

{

sem_wait(&sem);

printf("cross : %d X %d = %d \n",stack[i],stack[i],stack[i] * stack[i]);

sleep(1);

}

}

int main()

{

pthread_t privider,handler;

sem_init(&sem,0,0);

pthread_create(&privider,NULL,(void *)&privide_data,NULL);

pthread_create(&handler,NULL,(void *)&handle_data,NULL);

pthread_join(privider,NULL);

pthread_join(handler,NULL);

sem_destroy(&sem);

return 0;

}