Linux信号量线程控制

不念不忘少年蓝@ 2022-08-04 11:57 285阅读 0赞

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。

\#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 NULL;\} 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 (void\* thiz); static void \*pthread\_func\_2 (void\* 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"); return -1; \} info\_init (thiz); ret = pthread\_create (&pt\_1, NULL, pthread\_func\_1, thiz); if (ret != 0) \{ perror ("pthread\_1\_create:"); \} ret = pthread\_create (&pt\_1, NULL, pthread\_func\_2, thiz); 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 0; \} static void info\_init (PrivInfo\* thiz) \{ thiz->lock\_var = 0; thiz->end\_time = time(NULL) + 10; sem\_init (&thiz->sem, 0, 1); return; \} static void \*pthread\_func\_1 (void\* th) \{ return\_if\_fail(th); int i = 0; PrivInfo\* thiz = (PrivInfo\*)th; while (time(NULL) < thiz->end\_time) \{ sem\_wait (&thiz->sem); printf ("pthread: pthread1 get lock./n"); printf ("the lock\_var = %d/n", thiz->lock\_var); for (i = 0; i < 2; i ++) \{ thiz->lock\_var ++; sleep (1); \} sem\_post (&thiz->sem); sleep (1); \} return NULL; \} static void \*pthread\_func\_2 (void\* th) \{ return\_if\_fail(th); PrivInfo\* thiz = (PrivInfo\*)th; 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); sleep (3); \} return NULL; \}