线程同步与互斥——信号量

关于信号量，我们在前面进程间通信也谈到过，今天我们再来看看使用信号量实现线程间的同步与互斥问题。

再来说说什么是信号量？

       信号量的使用主要用来保护共享资源，使该资源在一个时刻只有一个进程（线程）所拥有。在线程中的semaphore变量的类型为sem_t。我们先来了解一下信

号量的操作函数。

       sem_init()用来初始化一个信号量，sem_t *sem是自己定义的sem变量的地址，pshared参数为0，用于表示信号量用于同一进程间的线程间同步，value参

数表示可用资源的数量。

sem_wait()可以获得资源，即指P操作，使信号量的值减1，如果调用此函数时semaphore的值已经是0，则该线程就挂起等待。

sem_trywait()在申请资源不成功时不会使线程挂起等待。我们一般不使用sem_timewait()，该函数设置了自己的等待时间。

sem_post()函数可以释放资源，即指V操作，使信号量的值加1，同时唤醒挂起等待的线程。参数就是自己定义的信号量的地址。

可见，线程间的PV操作与进程间的PV操作不一样，进程间是通过semop()来进行操作的。

sem_destroy()函数是用来销毁信号量的。参数同样是sem_t sem的地址。

       我们上一节用的是条件变量来实现了消费者——生产者模型，生产者通过往单链表的头部放数据，消费者每次从链表的头部来读取数据来实现同步与互

斥，链表为空时就让消费者去wait，当有数据可以消费时，生产者就去signal消费者。这节我们用信号量再次来模拟实现一次消费者——生产者模型，这次二者

的交易场所变成了环形buffer，这个环形场所我们用一维数组来实现。

来看看实现的代码：

        我们在该代码中应该保证生产者先运行，其次需要注意的是：生产者生产数据，会让数据增多而剩余空间减小，消费者消费数据，会让数据减少而剩余空

间增多。初始化信号量时，生产者的初始可用资源的数组的SIZE，而消费者初始可用资源是0。

来看看结果，第一种是生产者每次生产完，消费只进行消费，消费者消费完生产者进行生产。

第二种是生产者生产一个，消费者就去消费一个。