（转载）Linux多线程信号量的概念和使用

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sem_init（）用来初始化一个信号量。

它的原型为：　extern int sem_init __P ((sem_t *__sem, int __pshared, unsigned int __value));

sem为指向信号量结构的一个指针；pshared不为０时此信号量在进程间共享，否则只能为当前进程的所有线程共享；value给出了信号量的初始值。

-----函数sem_post( sem_t *sem )用来增加信号量的值。当有线程阻塞在这个信号量上时，调用这个函数会使其中的一个线程不在阻塞，选择机制同样是由线程的调度策略决定的。　

-----函数sem_wait( sem_t *sem )被用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0，解除阻塞后将sem的值减一，表明公共资源经使用后减少。

-----函数sem_trywait ( sem_t *sem )是函数sem_wait（）的非阻塞版本，它直接将信号量sem的值减一。

-----函数sem_destroy(sem_t *sem)用来释放信号量sem。

（1）信号量用sem_init函数创建的，下面是它的说明：
　　#include<semaphore.h>
int sem_init (sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
这个函数的作用是对由sem指定的信号量进行初始化，设置好它的共享选项，并指定一个整数类型的初始值。pshared参数控制着信号量的类型。如果 pshared的值是０，就表示它是当前里程的局部信号量；否则，其它进程就能够共享这个信号量。我们现在只对不让进程共享的信号量感兴趣。　（这个参数受版本影响），　pshared传递一个非零将会使函数调用失败。
（2）这两个函数控制着信号量的值，它们的定义如下所示：
　　
　　#include <semaphore.h>
int sem_wait(sem_t * sem);
int sem_post(sem_t * sem);

这两个函数都要用一个由sem_init调用初始化的信号量对象的指针做参数。
sem_post函数的作用是给信号量的值加上一个“1”，它是一个“原子操作"即同时对同一个信号量做加“1”操作的两个线程是不会冲突的；而同时对同一个文件进行读、加和写操作的两个程序就有可能会引起冲突。信号量的值永远会正确地加一个“2”－－因为有两个线程试图改变它。
sem_wait函数也是一个原子操作，它的作用是从信号量的值减去一个“1”，但它永远会先等待该信号量为一个非零值才开始做减法。也就是说，如果你对一个值为2的信号量调用sem_wait(),线程将会继续执行，信号量的值将减到1。如果对一个值为0的信号量调用sem_wait()，这个函数就会地等待直到有其它线程增加了这个值使它不再是0为止。如果有两个线程都在sem_wait()中等待同一个信号量变成非零值，那么当它被第三个线程增加一个“1”时，等待线程中只有一个能够对信号量做减法并继续执行，另一个还将处于等待状态。
信号量这种“只用一个函数就能原子化地测试和设置”的能力下正是它的价值所在。还有另外一个信号量函数sem_trywait，它是sem_wait的非阻塞搭档。
（3） 最后一个信号量函数是sem_destroy。这个函数的作用是在我们用完信号量对它进行清理。下面的定义：
#include<semaphore.h>
int sem_destroy (sem_t *sem);
这个函数也使用一个信号量指针做参数，归还自己占据的一切资源。在清理信号量的时候如果还有线程在等待它，用户就会收到一个错误。
与其它的函数一样，这些函数在成功时都返回“0”。

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程序举例如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h> //包含线程相关头文件
#include <errno.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <semaphore.h> //包含信号量相关头文件
int lock_var;
time_t end_time;
sem_t sem1,sem2; //声明两个信号量

void pthread1(void *arg); //声明两个线程函数
void pthread2(void *arg);

int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t id1,id2; //声明两个线程
pthread_t mon_th_id;
int ret;
end_time = time(NULL)+30;
ret=sem_init(&sem1,0,1); //对信号量进行初始化，第一个0表示此信号量子整个进程中共享，第二个1表示信号量初始值
ret=sem_init(&sem2,0,0);
if(ret!=0)
{
perror("sem_init");
}
ret=pthread_create(&id1,NULL,(void *)pthread1, NULL); //创建线程
if(ret!=0)
perror("pthread cread1");
ret=pthread_create(&id2,NULL,(void *)pthread2, NULL);
if(ret!=0)
perror("pthread cread2");
pthread_join(id1,NULL); //用来等待线程1的结束
pthread_join(id2,NULL); //用来等待线程2的结束
exit(0);
}

void pthread1(void *arg) //线程1的执行内容
{
int i;
while(time(NULL) < end_time){
sem_wait(&sem2); //线程阻塞一直等到sem2信号量大于0，执行后将sem2减1，代表资源已经被使用
for(i=0;i<2;i++){
sleep(1);
lock_var++;
printf("lock_var=%d\n",lock_var);
}
printf("pthread1:lock_var=%d\n",lock_var);
sem_post(&sem1); //将信号量sem1的值加1，代表资源增加
sleep(1);
}
}

void pthread2(void *arg)
{
int nolock=0;
int ret;
while(time(NULL) < end_time){
sem_wait(&sem1);
printf("pthread2:pthread1 got lock;lock_var=%d\n",lock_var);
sem_post(&sem2);
sleep(3);
}
}

信号量的使用如下步骤小结：
1.声明信号量sem_t sem1;
2.初始化信号量sem_init(&sem1,0,1); /
3.sem_post和sem_wait函数配合使用来达到线程同步
4.释放信号量int sem_destroy (sem_t *sem1);

另一个例子是：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>

int Alex = 0;

sem_t sem12;
sem_t sem13;

void Thread1(void)
{
int input;
printf("This is Thread1!\n");
printf("Put an number:\n");
getchar();

sem_post(&sem12);
sem_post(&sem13);

printf("Thread1 completed!\n");
}

void Thread2(void)
{
printf("This is Thread2!\n");

sem_post(&sem12);

printf("Thread2 completed!\n");
}

void Thread3(void)
{
struct timespec ts;
int s;

printf("This is Thread3!\n");

ts.tv_sec = time(NULL) + 10;
s = sem_timedwait(&sem12, &ts);
if (s < 0)
{
printf("Thread3 wait timeout!\n");
}

printf("Thread3 completed!\n");
}

int main(int argc, char** argv)
{
int ret;
pthread_t pid1, pid2, pid3;

printf("This is Main thread!\n");

ret = sem_init(&sem12, 0, 0);
if (ret != 0)
{
printf("sem12 init fail!\n");
return ret;
}

ret = sem_init(&sem13, 0, 0);
if (ret != 0)
{
printf("sem13 init fail!\n");
return ret;
}

pthread_create(&pid1, NULL, (void*)Thread1, NULL);
pthread_create(&pid2, NULL, (void*)Thread2, NULL);
pthread_create(&pid3, NULL, (void*)Thread3, NULL);

pthread_join(pid1, NULL);
pthread_join(pid2, NULL);
pthread_join(pid3, NULL);

sem_destroy(&sem12);
sem_destroy(&sem13);

return 0;
}