Linux进程间通信——信号量

傷城~ 2022-05-22 06:49 216阅读 0赞

### 信号量 ###

此处只涉及利用“二进制信号量”（只用0和1）完成“控制线程顺序”为中心的同步方法。

信号量的创建和销毁函数：

![70][]

pshared参数超出我们关注的范围，默认向其传递0.

信号量相当于互斥量lock,unlock的函数：

![70 1][]

调用sem\_init函数时，操作系统将创建信号量对象，此对象中记录着“信号量值”整数。该值在调用sem\_post函数时增1，调用sem\_wait函数时减1。信号量的值不能小于0，当信号量为0的情况下调用sem\_wait函数时，调用函数的线程将进入阻塞状态。此时如果有其它线程调用sem\_post函数，信号量的值将变为1，而原来阻塞的线程可以将该信号量重新减为0并跳出阻塞状态。

实际上就是通过这种特性完成临界区的同步操作，通过如下形式同步临界区：

\[cpp\] [view plain][] [copy][view plain]

1.  sem\_wait(&sem); //信号量变为0...
2.  //临界区的开始
3.  //.........
4.  //临界区的结束
5.  sem\_post(&sem); //信号量变为1

上述代码中，调用sem\_wait函数进入临界区的线程在调用sem\_post函数前不允许其它线程进入临界区。

信号量的值在0和1之间跳转，因此，具有这种特性的机制称为”二进制信号量“。

示例：线程A从输入得到值后存入全局变量num，此时线程B将取走该值并累加。该过程共进行5次，完成后输出总和并退出

\[cpp\] [view plain][] [copy][view plain]

1.  /\* 控制访问顺序的线程同步 \*/
2.  \#include<stdio.h>
3.  \#include<pthread.h>
4.  \#include<semaphore.h>
5.  
6.  **void** \* read(**void** \* arg); 
7.  **void** \* accu(**void** \* arg); 
8.  **static** sem\_t sem\_one; 
9.  **static** sem\_t sem\_two; 
10. **static****int** num; 
11. 
12. **int** main(**int** argc, **char** \*argv\[\]) 
13. \{ 
14.  pthread\_t id\_t1,id\_t2; 
15.  sem\_init(&sem\_one,0,0); //sem\_one初始值为0
16.  sem\_init(&sem\_two,0,1); //sem\_two初始值为1
17. 
18.  pthread\_create(&id\_t1,NULL,read,NULL); 
19.  pthread\_create(&id\_t2,NULL,accu,NULL); 
20. 
21.  pthread\_join(id\_t1,NULL); 
22.  pthread\_join(id\_t2,NULL); 
23. 
24.  sem\_destroy(&sem\_one); 
25.  sem\_destroy(&sem\_two); 
26. **return** 0; 
27. \} 
28. 
29. **void** \* read(**void** \* arg) 
30. \{ 
31. **int** i; 
32. **for**(i=0; i<5; i++) 
33.  \{ 
34.  fputs("Input num: ",stdout); 
35. 
36.  sem\_wait(&sem\_two); //初始值为1，调用sem\_wait，sem\_two变为0; 阻塞,在accu中加1后跳出阻塞状态
37.  scanf("%d",&num); 
38.  sem\_post(&sem\_one); //sem\_one变为1
39.  \} 
40. **return** NULL; 
41. \} 
42. 
43. **void** \* accu(**void** \* arg) 
44. \{ 
45. **int** sum=0, i; 
46. **for**(i=0; i<5; i++) 
47.  \{ 
48.  sem\_wait(&sem\_one); //sem\_one变为0,阻塞,在read中加1后跳出阻塞状态
49.  sum+=num; 
50.  sem\_post(&sem\_two); //sem\_two变为1
51.  \} 
52.  printf("Result: %d \\n",sum); 
53. **return** NULL; 
54. \}

15,16行生成两个信号量。掌握需要2个信号量的原因。

运行结果:

![70 2][]

[70]: /images/20220522/20b94453149d4f219bd27a9f56d79372.png
[70 1]: /images/20220522/799a88a281944b1ea0deae58c24c2d68.png
[view plain]: https://blog.csdn.net/amoscykl/article/details/80322394#
[70 2]: /images/20220522/2c785fbdfd514e68909afce5e01e18b0.png