信號量本質上是一個非負的整數計數器，也是UNIX中古老的實現進程互斥和同步的手段，Linux下信號量概念是在線程中，信號則在進程控制中，不過原理差不多，最基本最經典的操作莫過于P、V操作了，能實現進程、線程的互斥和同步操作，非常值得深入理解。

1.P、V操作原語

?P操作：

?proceduce P(var s:semaphore)

{

? begin

????? s:=s-1;

????? if(s<0)then W(s);

? end

}

V操作：

?proceduce V(var s:semaphore)

{

? begin

????? s:=s+1;

????? if(s<=0)then R(s);

? end

}

2.基本操作

數據類型：信號量的數據類型為結構sem_t，它本質上是一個長整型的數。

函數：

（1）sem_init

功能：???????? 用于創建一個信號量，并初始化信號量的值。

頭文件：?????? <semaphore.h>

函數原型：???? int sem_init (sem_t* sem, int pshared, unsigned int value);

函數傳入值：?? sem:信號量。

?????????????????? pshared:決定信號量能否在幾個進程間共享。由于目前LINUX還沒有實現進

?????????????????????????????? 程間共享信息量，所以這個值只能取0。

?????????????????? value：初始計算器

函數返回值：?? 0：成功。

?????????????????? -1：失敗。

（2）其他函數。

//等待信號量

int sem_wait?????? (sem_t* sem);

int sem_trywait?? (sem_t* sem);

//發送信號量

int sem_post?????? (sem_t* sem);

//得到信號量值

int sem_getvalue (sem_t* sem);

//刪除信號量

int sem_destroy?? (sem_t* sem);

功能：sem_wait和sem_trywait相當于P操作，它們都能將信號量的值減一，兩者的區別在

??????? 于若信號量的值小于零時，sem_wait將會阻塞進程，而sem_trywait則會立即返回。

??????? sem_post相當于V操作，它將信號量的值加一，同時發出喚醒的信號給等待的進程

?????? （或線程）。

??????? sem_getvalue 得到信號量的值。

??????? sem_destroy 摧毀信號量。

函數傳入值： sem:信號量。

函數返回值： 同上。

好了，了解完基本操作，繼續做一個練習：

這里用信號量實現互斥資源訪問的功能：

?

/*sem.c*/?
#include <stdlib.h>????
#include <stdio.h>????
#include <pthread.h>????
#include <semaphore.h>??
#include <errno.h>?????
?
/*全局變量*/?
int gnum = 0;??
/*信號量*/?
sem_t sem;??
/*聲明線程運行服務程序*/?
static void pthread_func_1 (void);?????
static void pthread_func_2 (void);?????
????
int main (void)?????
{?????
?/*線程的標識符*/?
? pthread_t pt_1 = 0;?????
? pthread_t pt_2 = 0;?????
? int ret = 0;?????
?
? /*信號量初始化*/?
? sem_init(&sem,0,1);??
? /*分別創建線程1、2*/?
? ret = pthread_create (&pt_1,????????? //線程標識符指針??
???????????????????????? NULL,????????? //默認屬性??
??????????????????????? (void *)pthread_func_1,//運行函數??
??????????????????????? NULL);????????? //無參數??
? if (ret != 0)?????
? {?????
???? perror ("pthread_1_create");?????
? }?????
????
? ret = pthread_create (&pt_2,????????? //線程標識符指針??
??????????????????????? NULL,?????????? //默認屬性????
??????????????????????? (void *)pthread_func_2, //運行函數??
??????????????????????? NULL);????????? //無參數??
? if (ret != 0)?????
? {?????
???? perror ("pthread_2_create");?????
? }?????
? /*等待線程1、2的結束*/?
? pthread_join (pt_1, NULL);?????
? pthread_join (pt_2, NULL);?????
????
? printf ("main programme exit!/n");????
? return 0;?????
}?????
?
/*線程1的服務程序*/?
static void pthread_func_1 (void)?????
{?????
? int i = 0;?????
???????
? for (;;)?????
? {?????
??? printf ("This is pthread1!/n");??????
??? sem_wait(&sem);???? /*等待信號量*/?????
??? sleep (1);???
??? /*臨界資源*/?
??? gnum++;??
??? printf ("Thread1 add one to num:%d/n",gnum);??
??????
??? sem_post (&sem);??????? /*釋放信號量*/?
?
?
???????
? }?????
}?????
/*線程2的服務程序*/???
static void pthread_func_2 (void)?????
{?????
? int i = 0;?????
????
? for (;;)?????
? {?????
??? printf ("This is pthread2!/n");???
??? sem_wait(&sem);???? /*等待信號量*/?
??? sleep (1);??
??? /*臨界資源*/?
??? gnum++;??
??? printf ("Thread2 add one to num:%d/n",gnum);??
??????
??? sem_post (&sem);??????? /*釋放信號量*/?
????
? }?????
????
? pthread_exit (0);?????
}

編譯，運行，可以看出和上次互斥鎖結果一樣的

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux多线程编程5--信号量(semaphore)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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