大家知道，互斥鎖可以用于執行緒間同步，但是，每次只能有一個執行緒搶到互斥鎖，這樣限制了程式的并發行，如果我們希望允許多個執行緒同時訪問同一個資源，那么使用互斥鎖是沒有辦法實作的，只能互斥鎖會將整個共享資源鎖住，只允許一個執行緒訪問，
這種現象，使得執行緒依次輪流運行，也就是執行緒從并行執行變成了串行執行，這樣與直接使用單行程無異，
于是，Linux系統提出了信號量的概念，這是一種相對比較折中的處理方式，它既能保證執行緒間同步，資料不混亂，又能提高執行緒的并發性，注意，這里提到的信號量，與我們所學的信號沒有一點關系，就比如Java與JavaScript沒有任何關系一樣，
主要應用函式：
? sem_init函式
? sem_destroy函式
? sem_wait函式
? sem_trywait函式
? sem_timedwait函式
? sem_post函式
以上6 個函式的回傳值都是：成功回傳0， 失敗回傳-1，同時設定errno，
細心的讀者可能留意到，它們沒有pthread前綴，這說明信號量不僅可以用在執行緒間，也可以用在行程間，
sem_t資料型別，其本質仍是結構體，但是類似于檔案描述符一樣，我們在應用期間可簡單將它看作為整數，而忽略實作細節，
使用方法：sem_t sem; 我們約定，信號量sem不能小于0，使用時，注意包含頭檔案 <semaphore.h>，
類似于互斥鎖，信號量也有類似加鎖和解鎖的操作，加鎖使用sem_wait函式，解鎖使用sem_post函式，這兩個函式有如下特性：
- 呼叫sem_post時，如果信號量大于0，則信號量減一；
- 當信號量等于0時，呼叫sem_post時將造成執行緒阻塞；
- 呼叫sem_post時，將信號量加一，同時喚醒阻塞在信號量上的執行緒，
上面提到的對執行緒的加一減一操作，由于sem_t的實作對用戶隱藏，所以這兩個操作只能通過函式來實作，而不能直接使用++、--符號來操作，
sem_init函式
函式原型：
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
函式作用：
初始化一個信號量；
引數說明：
sem：信號量 ；
pshared：取0時，信號量用于執行緒間同步；取非0（一般為1）時則用于行程間同步；
value：指定信號量初值，而信號量的初值，決定了允許同時占用信號量的執行緒的個數，
sem_destroy函式
函式原型：
int sem_destroy(sem_t *sem);
函式作用：
銷毀一個信號量
sem_wait函式
函式原型：
int sem_wait(sem_t *sem);
函式作用：
給信號量值加一
sem_post函式
函式原型：
int sem_post(sem_t *sem);
函式作用：
給信號量值減一
sem_trywait函式
函式原型：
int sem_trywait(sem_t *sem);
函式作用：
嘗試對信號量加鎖，與pthread_mutex_trylock類似；
sem_timedwait函式
函式原型：
int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
函式作用：
限時嘗試對信號量加鎖
引數說明：
sem：信號量；
abs_timeout：與pthread_cond_timedwait一樣，采用的是絕對時間，
用法如下（例如超時時間設為1秒）：
time_t cur = time(NULL); 獲取當前時間，
struct timespec t; 定義timespec 結構體變數t
t.tv_sec = cur+1; 定時1秒
t.tv_nsec = t.tv_sec +100;
sem_timedwait(&sem, &t); 傳參
生產者消費者信號量模型
/*信號量實作 生產者 消費者問題*/
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#define NUM 5
int queue[NUM]; //全域陣列實作環形佇列
sem_t blank_number, product_number; //空格子信號量, 產品信號量
void *producer(void *arg)
{
int i = 0;
while (1) {
sem_wait(&blank_number); //生產者將空格子數--,為0則阻塞等待
queue[i] = rand() % 1000 + 1; //生產一個產品
printf("----Produce---%d\n", queue[i]);
sem_post(&product_number); //將產品數++
i = (i+1) % NUM; //借助下標實作環形
sleep(rand()%3);
}
}
void *consumer(void *arg)
{
int i = 0;
while (1) {
sem_wait(&product_number); //消費者將產品數--,為0則阻塞等待
printf("-Consume---%d\n", queue[i]);
queue[i] = 0; //消費一個產品
sem_post(&blank_number); //消費掉以后,將空格子數++
i = (i+1) % NUM;
sleep(rand()%3);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t pid, cid;
sem_init(&blank_number, 0, NUM); //初始化空格子信號量為5
sem_init(&product_number, 0, 0); //產品數為0
pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);
pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);
pthread_join(pid, NULL);
pthread_join(cid, NULL);
sem_destroy(&blank_number);
sem_destroy(&product_number);
return 0;
}
運行結果：
更多精彩內容，請關注公眾號良許Linux，公眾內回復1024可免費獲得5T技術資料，包括：Linux，C/C++，Python，樹莓派，嵌入式，Java，人工智能，等等，公眾號內回復進群，邀請您進高手如云技術交流群，
公眾號：良許Linux
有識訓？希望老鐵們來個三連擊，給更多的人看到這篇文章
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/caozuo/114975.html
標籤：Linux
上一篇：求各位大神支招