sem_t的使用步骤

1.声明信号量sem_t sem1

2.初始化信号量sem_init(&sem1,0,1)

3.sem_post和sem_wait函数配合使用来达到线程同步

4.释放信号量int sem_destroy (sem_t *sem1)

三种专门用于线程同步的机制:POSIX信号量,互斥量和条件变量.

在Linux上信号量API有两组,一组是System V IPC信号量,即PV操作,另外就是POSIX信号量,POSIX信号量的名字都是以sem_开头.

phshared参数指定信号量的类型,若其值为0,就表示这个信号量是当前进程的局部信号量,否则该信号量可以在多个进程之间共享.value值指定信号量的初始值,一般与下面的sem_wait函数相对应.

其中比较重要的函数sem_wait函数会以原子操作的方式将信号量的值减一,如果信号量的值为零,则sem_wait将会阻塞,信号量的值可以在sem_init函数中的value初始化sem_trywait函数是sem_wait的非阻塞版本sem_post函数将以原子的操作对信号量加一,当信号量的值大于0时,其他正在调用sem_wait等待信号量的线程将被唤醒.

这些函数成功时返回0,失败则返回-1并设置errno.

生产者消费者模型:

生产者对应一个信号量:sem_t producer

消费者对应一个信号量:sem_t customer

sem_init(&producer,2)----生产者拥有资源,可以工作

sem_init(&customer,0)----消费者没有资源,阻塞

在访问公共资源前对互斥量设置（加锁），确保同一时间只有一个线程访问数据，在访问完成后再释放（解锁）互斥量.

互斥锁的运行方式:串行访问共享资源

信号量的运行方式:并行访问共享资源

互斥量用pthread_mutex_t数据类型表示，在使用互斥量之前，必须使用pthread_mutex_init函数对它进行初始化，注意，使用完毕后需调用pthread_mutex_destroy.

pthread_mutex_init用于初始化互斥锁，mutexattr用于指定互斥锁的属性，若为NULL，则表示默认属性。除了用这个函数初始化互斥所外，还可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。

pthread_mutex_destroy用于销毁互斥锁，以释放占用的内核资源，销毁一个已经加锁的互斥锁将导致不可预期的后果。

pthread_mutex_lock以原子操作给一个互斥锁加锁。如果目标互斥锁已经被加锁，则pthread_mutex_lock则被阻塞，直到该互斥锁占有者把它给解锁.

pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock类似，不过它始终立即返回，而不论被操作的互斥锁是否加锁，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.当目标互斥锁未被加锁时，pthread_mutex_trylock进行加锁操作；否则将返回EBUSY错误码。注意：这里讨论的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是针对普通锁而言的，对于其他类型的锁，这两个加锁函数会有不同的行为.

pthread_mutex_unlock以原子操作方式给一个互斥锁进行解锁操作。如果此时有其他线程正在等待这个互斥锁，则这些线程中的一个将获得它.

三个打印机轮流打印:

输出结果:

如果说互斥锁是用于同步线程对共享数据的访问的话,那么条件变量就是用于在线程之间同步共享数据的值.条件变量提供了一种线程之间通信的机制:当某个共享数据达到某个值时,唤醒等待这个共享数据的线程.

条件变量会在条件不满足的情况下阻塞线程.且条件变量和互斥量一起使用，允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生.

其中pthread_cond_broadcast函数以广播的形式唤醒所有等待目标条件变量的线程,pthread_cond_signal函数用于唤醒一个等待目标条件变量线程.但有时候我们可能需要唤醒一个固定的线程,可以通过间接的方法实现:定义一个能够唯一标识目标线程的全局变量,在唤醒等待条件变量的线程前先设置该变量为目标线程,然后采用广播的方式唤醒所有等待的线程,这些线程被唤醒之后都检查该变量以判断是否是自己.

采用条件变量+互斥锁实现生产者消费者模型:

运行结果:

阻塞队列+生产者消费者

运行结果:

下，应该差不多

一、如何建立线程

用到的头文件

(a)pthread.h

(b)semaphore.h

(c) stdio.h

(d)string.h

定义线程标识

pthread_t

创建线程

pthread_create

对应了一个函数作为线程的程序段

注意的问题

要保证进程不结束（在创建线程后加死循环）

在线程中加入While(1)语句，也就是死循环，保证进程不结束。

二、控制线程并发的函数

sem_t：信号量的类型

sem_init：初始化信号量

sem_wait：相当于P操作

sem_post：相当于V操作

三、实现原形系统

父亲、母亲、儿子和女儿的题目：

桌上有一只盘子，每次只能放入一只水果。爸爸专放苹果，妈妈专放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。分别用P，V操作和管程实现

每个对应一个线程

pthread_t father father进程

pthread_t mother mother进程

pthread_t son son进程

pthread_t daughter daughter进程

盘子可以用一个变量表示

sem_t empty

各线程不是只做一次，可以是无限或有限次循环

用While(1)控制各线程无限次循环

输出每次是那个线程执行的信息

printf("%s\n",(char *)arg)通过参数arg输出对应线程执行信息

编译方法

gcc hex.c -lpthread

生成默认的可执行文件a.out

输入./a.out命令运行

查看结果：程序连续运行显示出

father input an apple.

daughter get an apple.

mother input an orange.

son get an orange.

mother input an orange.

son get an orange.

………………..

四、程序源代码

#include <stdio.h>

#include<string.h>

#include <semaphore.h>

#include <pthread.h>

sem_t empty //定义信号量

sem_t applefull

sem_t orangefull

void *procf(void *arg) //father线程

{

while(1){

sem_wait(&empty)//P操作

printf("%s\n",(char *)arg)

sem_post(&applefull)//V操作

sleep(7)

}

}

void *procm(void *arg) //mother线程

{

while(1){

sem_wait(&empty)

printf("%s\n",(char *)arg)

sem_post(&orangefull)

sleep(3)

}

}

void *procs(void *arg) //son线程

{

while(1){

sem_wait(&orangefull)

printf("%s\n",(char *)arg)

sem_post(&empty)

sleep(2)

}

}

void *procd(void *arg) //daughter线程

{

while(1){

sem_wait(&applefull)

printf("%s\n",(char *)arg)

sem_post(&empty)

sleep(5)

}

}

main()

{

pthread_t father //定义线程

pthread_t mother

pthread_t son

pthread_t daughter

sem_init(&empty, 0, 1) //信号量初始化

sem_init(&applefull, 0, 0)

sem_init(&orangefull, 0, 0)

pthread_create(&father,NULL,procf,"father input an apple.") //创建线程

pthread_create(&mother,NULL,procm,"mother input an orange.")

pthread_create(&daughter,NULL,procd,"daughter get an apple.")

pthread_create(&son,NULL,procs,"son get an orange.")

while(1){} //循环等待

}

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