【C/C++多线程编程之七】pthread信号量

多线程编程之信号量

     Pthread是 POSIX threads 的简称，是POSIX的线程标准。

         互斥量用来处理一个共享资源的同步访问问题，当有多个共享资源时，就需要用到信号量机制。

         信号量机制用于保证两个或多个共享资源被线程协调地同步使用，信号量的值对应当前可用资源的数量。

         1.信号量（samaphore）:

        信号量机制通过信号量的值控制可用资源的数量。线程访问共享资源前，需要申请获取一个信号量，如果信号量为0，说明当前无可用的资源，线程无法获取信号量，则该线程会等待其他资源释放信号量（信号量加1）。如果信号量不为0，说明当前有可用的资源，此时线程占用一个资源，对应信号量减1。

        举例：

        停车场有5个停车位，汽车可使用停车位。在这里5个停车位是共享的资源，汽车是线程。开始信号量为5，表明此时有5个停车位可用。一辆汽车进入停车场前，先查询信号量的值，不为0表明有可用停车位，汽车进入停车场并使用一个停车位，信号量减1，表明占用一个停车位，可用数减少。

       

           2.信号量基本函数：

         #include <semaphore.h>
初始化信号量：
        int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int val);

        该函数第一个参数为信号量指针，第二个参数为信号量类型（一般设置为0），第三个为信号量初始值。第二个参数pshared为0时，该进程内所有线程可用，不为0时不同进程间可用。
信号量减1：
        int sem_wait(sem_t *sem);

        该函数申请一个信号量，当前无可用信号量则等待，有可用信号量时占用一个信号量，对信号量的值减1。
信号量加1：
        int sem_post(sem_t *sem);

        该函数释放一个信号量，信号量的值加1。
销毁信号量：
        int sem_destory(sem_t *sem);

        该函数销毁信号量。       

        3.牛刀小试：

        采用信号量机制，解决苹果橙子问题：一个能放N（这里N设为3）个水果的盘子，爸爸只往盘子里放苹果，妈妈只放橙子，女儿只吃盘子里的橙子，儿子只吃苹果。

        采用三个信号量：

        1.sem_t empty:信号量empty控制盘子可放水果数，初始为3，因为开始盘子为空可放水果数为3。

        2.sem_t  apple ;信号量apple控制儿子可吃的苹果数，初始为0，因为开始盘子里没苹果。

        3.sem_t orange;信号量orange控制女儿可吃的橙子是，初始为0，因为开始盘子里没橙子。

注：互斥量work_mutex只为printf输出时能够保持一致，可忽略。