信号量sem_t,互斥锁pthread_mutex_t的使用

来源:互联网 发布:windows群集有什么用 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 20:14

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

 #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”。

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);