Linux编程练习 --多线程5--信号量(semaphore)
这一篇练习信号量的应用
信号量本质上是一个非负的整数计数器,也是UNIX中古老的实现进程互斥和同步的手段,Linux下信号量概念是在线程中,信号则在进程控制中,不过原理差不多,最基本最经典的操作莫过于P、V操作了,能实现进程、线程的互斥和同步操作,非常值得深入理解。
1.P、V操作原语
P操作:
proceduce P(var s:semaphore)
{
begin
s:=s-1;
if(s<0)then W(s);
end
}
V操作:
proceduce V(var s:semaphore)
{
begin
s:=s+1;
if(s<=0)then R(s);
end
}
2.基本操作
数据类型:信号量的数据类型为结构sem_t,它本质上是一个长整型的数。
函数:
(1)sem_init
功能: 用于创建一个信号量,并初始化信号量的值。
头文件: <semaphore.h>
函数原型: int sem_init (sem_t* sem, int pshared, unsigned int value);
函数传入值: sem:信号量。
pshared:决定信号量能否在几个进程间共享。由于目前LINUX还没有实现进
程间共享信息量,所以这个值只能取0。
value:初始计算器
函数返回值: 0:成功。
-1:失败。
(2)其他函数。
//等待信号量
int sem_wait (sem_t* sem);
int sem_trywait (sem_t* sem);
//发送信号量
int sem_post (sem_t* sem);
//得到信号量值
int sem_getvalue (sem_t* sem);
//删除信号量
int sem_destroy (sem_t* sem);
功能:sem_wait和sem_trywait相当于P操作,它们都能将信号量的值减一,两者的区别在
于若信号量的值小于零时,sem_wait将会阻塞进程,而sem_trywait则会立即返回。
sem_post相当于V操作,它将信号量的值加一,同时发出唤醒的信号给等待的进程
(或线程)。
sem_getvalue 得到信号量的值。
sem_destroy 摧毁信号量。
函数传入值: sem:信号量。
函数返回值: 同上。
好了,了解完基本操作,继续做一个练习:
这里用信号量实现互斥资源访问的功能:
- /*sem.c*/
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <semaphore.h>
- #include <errno.h>
- /*全局变量*/
- int gnum = 0;
- /*信号量*/
- sem_t sem;
- /*声明线程运行服务程序*/
- static void pthread_func_1 (void);
- static void pthread_func_2 (void);
- int main (void)
- {
- /*线程的标识符*/
- pthread_t pt_1 = 0;
- pthread_t pt_2 = 0;
- int ret = 0;
- /*信号量初始化*/
- sem_init(&sem,0,1);
- /*分别创建线程1、2*/
- ret = pthread_create (&pt_1, //线程标识符指针
- NULL, //默认属性
- (void *)pthread_func_1,//运行函数
- NULL); //无参数
- if (ret != 0)
- {
- perror ("pthread_1_create");
- }
- ret = pthread_create (&pt_2, //线程标识符指针
- NULL, //默认属性
- (void *)pthread_func_2, //运行函数
- NULL); //无参数
- if (ret != 0)
- {
- perror ("pthread_2_create");
- }
- /*等待线程1、2的结束*/
- pthread_join (pt_1, NULL);
- pthread_join (pt_2, NULL);
- printf ("main programme exit!/n");
- return 0;
- }
- /*线程1的服务程序*/
- static void pthread_func_1 (void)
- {
- int i = 0;
- for (;;)
- {
- printf ("This is pthread1!/n");
- sem_wait(&sem); /*等待信号量*/
- sleep (1);
- /*临界资源*/
- gnum++;
- printf ("Thread1 add one to num:%d/n",gnum);
- sem_post (&sem); /*释放信号量*/
- }
- }
- /*线程2的服务程序*/
- static void pthread_func_2 (void)
- {
- int i = 0;
- for (;;)
- {
- printf ("This is pthread2!/n");
- sem_wait(&sem); /*等待信号量*/
- sleep (1);
- /*临界资源*/
- gnum++;
- printf ("Thread2 add one to num:%d/n",gnum);
- sem_post (&sem); /*释放信号量*/
- }
- pthread_exit (0);
- }
编译,运行,可以看出和上次互斥锁结果一样的
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