Linux下多任务间通信和同步-POSIX信号量

Linux下多任务间通信和同步-POSIX信号量

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POSIX信号量是另一种信号量的实现.它的定义和功能有System V信号量基本一样,不同的是这组信号量函数的名字已“sem_”开头.基本的系统该调用有四个:sem_init(),sem_wait(),sem_post()和sem_destory().

系统调用sem_init()

该系统该调用的作用是对由sem指定的信号量进行初始化.其原型:

#include <semaphore.h>int sem_init(sem_t *sem, int pshared , unsigned value);

• 参数sem:指向一个用于同步的信号量结构,该结构通常为一个长整形的数;
• 参数pshared:表示信号量的类型,由于目前linux值支持进程内的信号量，该值只能取0;
• 参数value:表示信号量的初始化值.

系统调用sem_wait()

      该函数阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0,也就是说,如果对一个值为2的信号量调用sem_wait()线程将会继续执行,但信号量的值将减到1.其原型:

#include <semaphore.h>int sem_wati(sem_t *sem);

如果对一个值为0的信号量调用sem_wait(),这个函数就会等待直到有其他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0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,另外一个还将处于等待状态.若调用成功则返回0,否则返回-1.参数sem指向一个用于同步的信号量结构.

系统调用sem_post()

该函数用来增加信号量的值,其原型为:

#include <semaphore.h>int sem_post(sem_t *sem);

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再阻塞.具体说来,sem_post()函数的作用是给信号量的加一个“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,信号量的值会正确地加上一个“2”.若调用成功则返回0,否则返回-1.参数sem指向一个用于同步的信号量结构.

系统调用sem_destory()函数

该函数用来释放信号量sem.其原型:

#include <semaphore.h>int sem_destory(sem_t *sem);

若调用成功则返回0,否则返回-1.参数sem指向一个用于同步的信号量结构.

POSIX信号量应用实例

/**************************************************************************************//*简介：信号量同步线程演示程序 *//*************************************************************************************/#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#define MAXSTACK 100 int stack[MAXSTACK][2];int size=0;sem_t sem;/* 从文件1.dat读取数据，每读一次，信号量加一*/void ReadData1(void){    FILE *fp=fopen("1.dat","r");    while(!feof(fp))    {    fscanf(fp,"%d %d",&stack[size][0],&stack[size][1]);    sem_post(&sem);        ++size;    }    fclose(fp);}/*阻塞等待缓冲区有数据，读取数据后，释放空间，继续等待*/void HandleData1(void){    while(1)    {        sem_wait(&sem);        printf("Plus:%d+%d=%d\n",stack[size][0],stack[size][1],        stack[size][0]+stack[size][1]);        --size;    }}int main(void){    pthread_t t1,t2;    sem_init(&sem,0,0);    pthread_create(&t1,NULL,(void *)HandleData1,NULL);    pthread_create(&t2,NULL,(void *)ReadData1,NULL);    /* 防止程序过早退出，让它在此无限期等待*/    pthread_join(t1,NULL);    return 0;}

事先编辑好数据文件1.dat,假设它们的内容如为:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10.程序运行的结果如下:

该程序还存在一个问题,两个进程都能访问全局变量size,这可能会导致无法预期的结果!