Posix多线程编程学习笔记（三）—信号灯（2）

5.

名称:：

sem_wait/sem_trywait

功能：

等待共享资源

头文件：

#include <semaphore.h>

函数原形：

int sem_wait(sem_t *sem);

int sem_trywait(sem_t *sem);

参数：

sem 指向信号灯的指针

返回值：

若成功则返回0，否则返回-1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我们可以用sem_wait来申请共享资源，sem_wait函数可以测试所指定信号灯的值，如果该值大于0，那就将它减1并立即返回。我们就可以使用申请来的共享资源了。如果该值等于0，调用线程就被进入睡眠状态，直到该值变为大于0，这时再将它减1，函数随后返回。sem_wait操作必须是原子的。sem_wait和sem_trywait的差别是：当所指定信号灯的值已经是0时，后者并不将调用线程投入睡眠。相反，它返回一个EAGAIN错误。

下面的程序我们先不去运行，稍后再运行。

/*semwait.c*/

#include <semaphore.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <fcntl.h>

 

int main(int argc,char **argv)

{

sem_t *sem;

int val;

 

if(argc!=2)

{

    printf(“please input a file name!\n”);

    exit(1);

}

sem=sem_open(argv[1],0);

sem_wait(sem);

sem_getvalue(sem,&val);

printf(“pid %ld has semaphore,value=%d\n”,(long)getpid(),val);

pause();

exit(0);

}

 

6.

名称:：

sem_post

功能：

挂出共享资源

头文件：

#include <semaphore.h>

函数原形：

int sem_post(sem_t *sem);

int sem_getvalue(sem_t *sem,int *valp);

参数：

sem 指向信号灯的指针

返回值：

若成功则返回0，否则返回-1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

当一个线程使用完某个信号灯时，它应该调用sem_post来告诉系统申请的资源已经用完。本函数和sem_wait函数的功能正好相反，它把所指定的信号灯的值加1，然后唤醒正在等待该信号灯值变为正数的任意线程。

 

下面的程序我们先不去运行，稍后再运行。

/*sempost.c*/

#include <semaphore.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <fcntl.h>

 

int main(int argc,char **argv)

{

sem_t *sem;

int val;

 

if(argc!=2)

{

    printf(“please input a file name!\n”);

    exit(1);

}

sem=sem_open(argv[1],0);

sem_post(sem);

sem_getvalue(sem,&val);

printf(“value=%d\n”, val);

exit(0);

}

 

2.关于posix有名信号灯使用的几点注意

我们要注意以下几点：

1.Posix有名信号灯的值是随内核持续的。也就是说，一个进程创建了一个信号灯，这个进程结束后，这个信号灯还存在，并且信号灯的值也不会改变。

下面我们利用上面的几个程序来证明这点

#./semopen test

#./semgetvalue test

value=1 信号的值仍然是1

2。当持有某个信号灯锁的进程没有释放它就终止时，内核并不给该信号灯解锁。

#./semopen test

#./semwait test&

pid 1834 has semaphore,value=0

#./semgetvalue test

value=0  信号量的值变为0了

 

3.posix有名信号灯应用于多线程

#include <semaphore.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <fcntl.h>

#include <thread.h>

 

void *thread_function(void *arg); /*线程入口函数*/

void print(pid_t); /*共享资源函数*/

sem_t *sem; /*定义Posix有名信号灯*/

int val; /*定义信号灯当前值*/

 

int main(int argc,char *argv[])

{

int n=0;

 

if(argc!=2)

{

    printf(“please input a file name!\n”);

    exit(1);

}

sem=sem_open(argv[1],O_CREAT,0644,3); /*打开一个信号灯*/

 

while(n++<5) /*循环创建5个子线程，使它们同步运行*/

{

    if（（pthread_create(&a_thread,NULL,thread_function,NULL)）!=0）

        {

             perror(“Thread creation failed”);

             exit(1);

         }

}

pthread_join(a_thread,NULL);

sem_close(bin_sem);

sem_unlink(argv[1]);

}

 

void *thread_function(void *arg)

{

sem_wait(sem); /*申请信号灯*/

    print(); /*调用共享代码段*/

    sleep(1);

    sem_post(sem); /*释放信号灯*/

    printf(“I’m finished,my tid is %d\n”,pthread_self());

}

 

void print()

{

printf(“I get it,my tid is %d\n”,pthread_self());

sem_getvalue(sem,&val);

printf(“Now the value have %d\n”,val);

}

 

程序用循环的方法建立5个线程，然后让它们调用同一个线程处理函数thread_function，在函数里我们利用信号量来限制访问共享资源的线程数。共享资源我们用print函数来代表，在真正编程中它有可以是一个终端设备（如打印机）或是一段有实际意义的代码。

 

运行结果为：

#gcc –lpthread –o 8_1 8_1.c

#./8_1 test

I get it,my tid is 1082330304

Now the value have 2

Iget it,my pid is 1894

Now the value have 1

Iget it,my pid is 1895

Now the value have 0

I’m finished,my pid is 1893

I’m finished,my pid is 1894

I’m finished,my pid is 1895

I get it,my pid is 1896

Now the value have 2

I get it,mypid is 1897

Now the value have 1

I’m finished,my pid is 1896

I’m finished,my pid is 1897