C语⾔:线程同步之信号量(sem_init,sem_post,sem_wait)
⼀、什么是信号量
线程的信号量与进程间通信中使⽤的信号量的概念是⼀样,它是⼀种特殊的变量,它可以被增加或减少,但对其的关键访问被保证是原⼦操作。如果⼀个程序中有多个线程试图改变⼀个信号量的值,系统将保证所有的操作都将依次进⾏。
⽽只有0和1两种取值的信号量叫做⼆进制信号量,在这⾥将重点介绍。⽽信号量⼀般常⽤于保护⼀段代码,使其每次只被⼀个执⾏线程运⾏。我们可以使⽤⼆进制信号量来完成这个⼯作。
⼆、信号量的接⼝函数
信号量的函数都以sem_开头,线程中使⽤的基本信号量函数有4个,它们都声明在头⽂件semaphore.h中。
sem_init函数
该函数⽤于创建信号量,其原型如下:
int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);
1
该函数初始化由sem指向的信号对象,设置它的共享选项,并给它⼀个初始的整数值。
pshared控制信号量的类型,如果其值为0,就表⽰这个信号量是当前进程的局部信号量,否则信号量就可以在多个进程之间共享,value为sem的初始值。调⽤成功时返回0,失败返回-1.
sem_wait函数
该函数⽤于以原⼦操作的⽅式将信号量的值减1。原⼦操作就是,如果两个线程企图同时给⼀个信号量加1或减1,它们之间不会互相⼲扰。它的原型如下:
int sem_post(sem_t *sem);
1
等待信号量,如果信号量的值⼤于0,将信号量的值减1,⽴即返回。如果信号量的值为0,则线程阻塞。相当于P操作。成功返回0,失败返回-1。sem指向的对象是由sem_init调⽤初始化的信号量。
sem_post函数
该函数⽤于以原⼦操作的⽅式将信号量的值加1。它的原型如下:
int sem_post(sem_t *sem);
1
释放信号量,让信号量的值加1。相当于V操作。与sem_wait⼀样,sem指向的对象是由sem_init调⽤初始化的信号量。调⽤成功时返回0,失败返回-1.
sem_destroy函数
该函数⽤于对⽤完的信号量的清理。它的原型如下:
int sem_destroy(sem_t *sem);
1
成功时返回0,失败时返回-1.
三、信号量的函数使⽤
代码:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
sem_t sem;
void func1(void* arg)
{
sem_wait(&sem);
int *running=arg;
printf("thread running1\n");
printf("%d\n",*running);
}
void func2(void* arg)
{
printf("pthread2 running\n");
sem_post(&sem);
}
int main()
{
sem_init(&sem,0,0);
pthread_t thread[2];
int a=5;
pthread_create(&(thread[0]),NULL,(void*)func1,(void*)&a);
printf("main thread running\n");
sleep(10);
pthread_create(&(thread[1]),NULL,(void*)func2,(void*)&a);
printf函数原型在什么头文件里
printf("main thread running2\n");
pthread_join(thread[0],NULL);
pthread_join(thread[1],NULL);
sem_destroy(&sem);
return 0;
}
⾸先创建信号量,第⼆个参数为0,表⽰这个信号量是当前进程的局部信号量,初始值为0。
然后使⽤pthread_create()函数创建两个线程,传⼊参数a。
线程1创建完成后,由于信号量初始化value=0,调⽤sem_wait会阻塞这个线程,信号量的值将减少1(此时<0),这个线程函数就会等待。主线程sleep(10)后,线程2创建并执⾏调⽤,sem_post⽤于使信号量的值增加1,此时线程1可以执⾏。
使⽤pthread_join等待所创建的两个线程的结束。
编译:
gcc testSem.c -o testSem -lpthread
./testSem
1
2
输出:
main thread running
main thread running2
pthread2 running
thread running1
5