linux多线程学习(五)——信号量线程控制

在上一篇文章中，讲述了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。

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#include<stdio.h>  

#include<unistd.h>  

#include<stdlib.h>  

#include<string.h>  

#include<pthread.h>  

#include<semaphore.h>  

  

void *thread_function(void *arg);  

sem_t bin_sem;  

  

#define WORK_SIZE 1024  

char work_area[WORK_SIZE];  

  

int main()  

{  

    int res;  

    pthread_t a_thread;  

    void *thread_result;  

  

    res = sem_init(&bin_sem,0,0);  

    if(res !=0)  

    {  

        perror("Semaphore initialization failed");  

        exit(EXIT_FAILURE);  

    }  

    res = pthread_create(&a_thread,NULL,thread_function,NULL);  

    if(res!=0)  

    {  

        perror("Thread creation failed");  

        exit(EXIT_FAILURE);  

    }  

    printf("Input soem text,Enter 'end' to finish\n");  

    while(strncmp("end",work_area,3)!=0)  

    {  

        fgets(work_area,WORK_SIZE,stdin);  

        sem_post(&bin_sem);  

    }  

    printf("\nWaiting for thread to finish...\n");  

    res = pthread_join(a_thread,&thread_result);  

    if(res != 0)  

    {  

        perror("Thread join failed");  

        exit(EXIT_FAILURE);  

    }  

    printf("Thread joined\n");  

    sem_destroy(&bin_sem);  

    exit(EXIT_SUCCESS);  

}  

  

void *thread_function(void *arg)  

{  

    sem_wait(&bin_sem);  

    while(strncmp("end",work_area,3)!=0)  

    {  

        printf("You input %d characters\n",strlen(work_area)-1);  

        sem_wait(&bin_sem);  

    }  

    pthread_exit(NULL);  

}  

从上面的实例中可以看出，通过信号量实现共享资源中的互斥使用，跟上一篇文章中的互斥锁的效果是一样的。但是通过互斥锁还有一个更加方便的功能，就是同步。下一篇文章将讲述线程间通过信号量的同步实现。