linux多线程学习(四)——信号量线程控制

在上一篇文章中，讲述了线程中互斥锁的使用，达到对共享资源互斥使用。除了使用互斥锁，信号量，也就是操作系统中所提到的PV原语，能达到互斥和同步的效果，这就是今天我们所要讲述的信号量线程控制。

PV原语是对整数计数器信号量sem的操作，一次P操作可使sem减一，而一次V操作可是sem加一。进程（或线程）根据信号量的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量的值大于零或等于零的时候，该进程（或线程）具有对公共资源访问的权限，否则，当信号量的值小于时，该进程（或线程）就会被阻塞，直到信号量的值大于或等于一。

1、在LINUX中，实现了POSIX的无名信号量，主要用于线程间的互斥同步，下面将简单介绍一些函数接口：

（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。

函数返回值： 0：成功。

-1：失败。

（2）其他函数。

int sem_wait (sem_t* sem);

int sem_trywait (sem_t* sem);

int sem_post (sem_t* sem);

int sem_getvalue (sem_t* sem);

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。

2、函数实现。

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <errno.h>

#define return_if_fail(p) /
if(!p){printf ("[%s]: func error!", __func__);return;}

typedef struct _PrivInfo
{
sem_t sem;
int lock_var;
time_t end_time;
}PrivInfo;

static void info_init (PrivInfo* thiz);
static void pthread_func_1 (PrivInfo* thiz);
static void pthread_func_2 (PrivInfo* thiz);

int main (int argc, char** argv)
{
pthread_t pt_1 = 0;
pthread_t pt_2 = 0;
int ret = 0;
PrivInfo* thiz = NULL;

thiz = (PrivInfo* )malloc (sizeof (PrivInfo));
if (thiz == NULL)
{
printf ("[%s]:Failed to malloc PrivInfo./n");
reutrn -1;
}

info_init (thiz);

ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_1, NULL);
if (net != 0)
{
perror ("pthread_1_create:");
}

ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_2, NULL);
if (ret != 0)
{
perror ("pthread_2_create:");
}

pthread_join (pt_1, NULL);
pthread_join (pt_2, NULL);

sem_destroy (thiz->sem);
free (thiz);
thiz = NULL;

return;
}

static void info_init (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);

thiz->lock_var = 0;
thiz->end_time = time(NULL) + 10;

sem_init (&thiz->sem, 0, 1);

return;
}

static void pthread_func_1 (PrivInfo* thiz)
{
int i = 0;

while (time(NULL) < thiz->end)
{
sem_wait (&thiz->sem);
printf ("pthread: pthread1 get lock./n");

for (i = 0; i < 2; i ++)
{
thiz->lock_var ++;
sleep (1);
}

sem_post (&thiz->sem);
printf ("pthread1: pthread1 unlock/n");

sleep (1);
}

return;
}

static void pthread_func_2 (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);

while (time (NULL) < thiz->end_time)
{
sem_wait (&thiz->sem);
printf ("pthread2: pthread2 get lock!/n");
printf ("the lock_var = %d/n", thiz->lock_var);

sem_post (&thiz->sem);
printf ("phtread2: pthread2 unlock./n");

sleep (3);
}

return;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <errno.h>

#define return_if_fail(p) /
if(!p){printf ("[%s]: func error!", __func__);return;}

typedef struct _PrivInfo
{
sem_t sem;
int lock_var;
time_t end_time;
}PrivInfo;

static void info_init (PrivInfo* thiz);
static void pthread_func_1 (PrivInfo* thiz);
static void pthread_func_2 (PrivInfo* thiz);

int main (int argc, char** argv)
{
pthread_t pt_1 = 0;
pthread_t pt_2 = 0;
int ret = 0;
PrivInfo* thiz = NULL;

thiz = (PrivInfo* )malloc (sizeof (PrivInfo));
if (thiz == NULL)
{
printf ("[%s]:Failed to malloc PrivInfo./n");
reutrn -1;
}

info_init (thiz);

ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_1, NULL);
if (net != 0)
{
perror ("pthread_1_create:");
}

ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_2, NULL);
if (ret != 0)
{
perror ("pthread_2_create:");
}

pthread_join (pt_1, NULL);
pthread_join (pt_2, NULL);

sem_destroy (thiz->sem);
free (thiz);
thiz = NULL;

return;
}

static void info_init (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);

thiz->lock_var = 0;
thiz->end_time = time(NULL) + 10;

sem_init (&thiz->sem, 0, 1);

return;
}

static void pthread_func_1 (PrivInfo* thiz)
{
int i = 0;

while (time(NULL) < thiz->end)
{
sem_wait (&thiz->sem);
printf ("pthread: pthread1 get lock./n");

for (i = 0; i < 2; i ++)
{
thiz->lock_var ++;
sleep (1);
}

sem_post (&thiz->sem);
printf ("pthread1: pthread1 unlock/n");

sleep (1);
}

return;
}

static void pthread_func_2 (PrivInfo* thiz)
{
return_if_fail (thiz != NULL);

while (time (NULL) < thiz->end_time)
{
sem_wait (&thiz->sem);
printf ("pthread2: pthread2 get lock!/n");
printf ("the lock_var = %d/n", thiz->lock_var);

sem_post (&thiz->sem);
printf ("phtread2: pthread2 unlock./n");

sleep (3);
}

return;
}

从上面的实例中可以看出，通过信号量实现共享资源中的互斥使用，跟上一篇文章中的互斥锁的效果是一样的。但是通过互斥锁还有一个更加方便的功能，就是同步。下一篇文章将讲述线程间通过信号量的同步实现。

~~END~~