linux多线程编程5--信号量(semaphore)

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);
}