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);     
 }    