00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 信號量概述
  • 02. 相關(guān)函數(shù)
  • • 2.1 初始化信號量
    • 2.2 銷毀信號量
    • 2.3 信號量P操作(減1)
    • 2.4 信號量V操作(加1)
    • 2.5 獲取信號量的值
  • 03. 信號量示例
  • 04. 附錄

01. 信號量概述

信號量廣泛用于進程或線程間的同步和互斥，信號量本質(zhì)上是一個非負的整數(shù)計數(shù)器，它被用來控制對公共資源的訪問。

編程時可根據(jù)操作信號量值的結(jié)果判斷是否對公共資源具有訪問的權(quán)限，當(dāng)信號量值大于 0 時，則可以訪問，否則將阻塞。PV 原語是對信號量的操作，一次 P 操作使信號量減１，一次 V 操作使信號量加１。

信號量主要用于進程或線程間的同步和互斥這兩種典型情況。

信號量用于互斥：

信號量用于同步：

在 POSIX 標準中，信號量分兩種，一種是無名信號量，一種是有名信號量。無名信號量一般用于線程間同步或互斥，而有名信號量一般用于進程間同步或互斥。它們的區(qū)別和管道及命名管道的區(qū)別類似，無名信號量則直接保存在內(nèi)存中，而有名信號量要求創(chuàng)建一個文件。

注意:

編譯信號量操作函數(shù)時，需要加上參數(shù)**-lpthread**。

信號量數(shù)據(jù)類型為：sem_t。

02. 相關(guān)函數(shù)

2.1 初始化信號量

#include <semaphore.h>int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); 功能：創(chuàng)建一個信號量并初始化它的值。一個無名信號量在被使用前必須先初始化。 參數(shù)：sem：信號量的地址。pshared：等于 0，信號量在線程間共享（常用）；不等于0，信號量在進程間共享。value：信號量的初始值。 返回值：成功：0失敗： - 1

2.2 銷毀信號量

#include <semaphore.h>int sem_destroy(sem_t *sem); 功能：刪除 sem 標識的信號量。 參數(shù)：sem：信號量地址。 返回值：成功：0失敗： - 1

2.3 信號量P操作(減1)

#include <semaphore.h>int sem_wait(sem_t *sem); 功能：將信號量的值減 1。操作前，先檢查信號量（sem）的值是否為 0，若信號量為 0，此函數(shù)會阻塞，直到信號量大于 0 時才進行減 1 操作。 參數(shù)：sem：信號量的地址。 返回值：成功：0失敗： - 1int sem_trywait(sem_t *sem); ? 以非阻塞的方式來對信號量進行減 1 操作。 ? 若操作前，信號量的值等于 0，則對信號量的操作失敗，函數(shù)立即返回。int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout); ? 限時嘗試將信號量的值減 1 ? abs_timeout：絕對時間

abs_timeout補充說明

struct timespec {time_t tv_sec; /* seconds */ // 秒long tv_nsec; /* nanosecondes*/ // 納秒 }time_t cur = time(NULL); //獲取當(dāng)前時間。 struct timespec t; //定義timespec 結(jié)構(gòu)體變量t t.tv_sec = cur + 1; // 定時1秒 sem_timedwait(&cond, &t);

2.4 信號量V操作(加1)

#include <semaphore.h>int sem_post(sem_t *sem); 功能：將信號量的值加 1 并發(fā)出信號喚醒等待線程（sem_wait()）。 參數(shù)：sem：信號量的地址。 返回值：成功：0失敗：-1

2.5 獲取信號量的值

#include <semaphore.h>int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval); 功能：獲取 sem 標識的信號量的值，保存在 sval 中。 參數(shù)：sem：信號量地址。sval：保存信號量值的地址。 返回值：成功：0失敗：-1

03. 信號量示例

信號量用于互斥實例

#include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #include <semaphore.h>sem_t sem; //信號量void printer(char *str) {sem_wait(&sem);//減一while(*str){putchar(*str); fflush(stdout);str++;sleep(1);}printf("\n");sem_post(&sem);//加一 }void *thread_fun1(void *arg) {char *str1 = "hello";printer(str1); }void *thread_fun2(void *arg) {char *str2 = "world";printer(str2); }int main(void) {pthread_t tid1, tid2;sem_init(&sem, 0, 1); //初始化信號量，初始值為 1//創(chuàng)建 2 個線程pthread_create(&tid1, NULL, thread_fun1, NULL);pthread_create(&tid2, NULL, thread_fun2, NULL);//等待線程結(jié)束，回收其資源pthread_join(tid1, NULL);pthread_join(tid2, NULL); sem_destroy(&sem); //銷毀信號量return 0; }

執(zhí)行結(jié)果:

deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$ gcc 1.c -pthread deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$ ./a.out hello world deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$

信號量用于同步

#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h>sem_t sem_g,sem_p; //定義兩個信號量 char ch = 'a';void *pthread_g(void *arg) //此線程改變字符ch的值 {while(1){sem_wait(&sem_g);ch++;sleep(1);sem_post(&sem_p);} }void *pthread_p(void *arg) //此線程打印ch的值 {while(1){sem_wait(&sem_p);printf("%c",ch);fflush(stdout);sem_post(&sem_g);} }int main(int argc, char *argv[]) {pthread_t tid1,tid2;sem_init(&sem_g, 0, 0); //初始化信號量sem_init(&sem_p, 0, 1);pthread_create(&tid1, NULL, pthread_g, NULL);pthread_create(&tid2, NULL, pthread_p, NULL);pthread_join(tid1, NULL);pthread_join(tid2, NULL);return 0; }

測試結(jié)果:

deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$ gcc 1.c -pthread deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$ ./a.out abcdefghijklmnopqr^C deng@itcast:/mnt/hgfs/LinuxHome/code.bak2$

04. 附錄

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Linux系统编程】POSIX无名信号量的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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