用条件变量（Condition Variable）实现信号量（Semaphore）

用条件变量（Condition Variable）实现信号量（Semaphore），

主要是通过条件变量控制资源数的加减操作，在这里定义sem_t 为

struct sem{
        int num;
        pthread_mutex_t lock;
        pthread_cond_t cond;

    };

资源数由num决定，当num为0时应用条件变量让线程挂起，直到条件满足之后再次获取资源。

void sem_init(sem_t * semm, int num) 初始化函数，定义资源数。

void sem_wait(sem_t * semm) 获取资源，获得资源后，资源数-1，未获得资源则挂起等待，

这里需要注意的一点是，pthread_cond_wait在挂起等待的时候是不会占用互斥锁（mutex），

进而能保证sem_post对num的操作不被挂起。

void sem_post(sem_t * semm) 释放资源，资源数+1；

代码如下：

//"semaphore_xx.h"

#ifndef SEMAPHORE_XX_20121008
#define SEMAPHORE_XX_20121008

#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

namespace sem_xx{
    struct sem{
        int num;
        pthread_mutex_t lock;
        pthread_cond_t cond;

    };

typedef struct sem sem_t;

void sem_init(sem_t * semm, int num){
        semm->num = num;
        pthread_mutex_init(&(semm->lock), NULL);
        pthread_cond_init(&(semm->cond), NULL);
    }

void sem_wait(sem_t * semm){
        pthread_mutex_lock(&(semm->lock));
        while ( semm->num == 0)
          pthread_cond_wait(&(semm->cond), &(semm->lock));
        semm->num--;
        pthread_mutex_unlock(&(semm->lock));
    }

void sem_post(sem_t * semm){
        pthread_mutex_lock(&(semm->lock));
        /*fuck! Here is a stupid mistake!Just add the num will be ok!!
          Otherwise,we will be blocked here！
        while ( semm->num == 0)
          pthread_cond_wait(&(semm->cond), &(semm->lock));

        */
        semm->num++;
        pthread_mutex_unlock(&(semm->lock));

        pthread_cond_signal(&(semm->cond));
    }
}
#endif

利用上面代码实现生产者-消费者模式：

代码如下：

//"test.cpp"

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
//#include <semaphore.h>
#include "semaphore_xx.h"

#define NUM 5
int queue[NUM];

using namespace sem_xx;

sem blank_number, product_number;

void *producer(void *arg)
{
int p = 0;
while (1) {
    sem_wait(&blank_number);
    queue[p] = rand() % 1000 + 1;
    printf("Produce %d\n", queue[p]);
    sem_post(&product_number);
    p = (p+1)%NUM;
    sleep(rand()%5);
}
}

void *consumer(void *arg)
{
int c = 0;
while (1) {
    sem_wait(&product_number);
    printf("Consume %d\n", queue[c]);
    queue[c] = 0;
    sem_post(&blank_number);
    c = (c+1)%NUM;
    sleep(rand()%5);
}
}

int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t pid, cid;
sem_init(&blank_number, NUM);
sem_init(&product_number, 0);

pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);
pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);
pthread_join(pid, NULL);
pthread_join(cid, NULL);

return 0;
}
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作者：jungxiangyi
原文：https://blog.csdn.net/jungxiangyi/article/details/8049472

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