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

        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。
 


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