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)
它的原型为: extern int sem_init __P ((sem_t *__sem, int __pshared, unsigned int __value))
头文件为: #include <semaphore.h>
sem为指向信号量结构的一个指针;
pshared不为0时此信号量在进程间共享,否则只能为当前进程的所有线程共享;
value给出了信号量的初始值。
函数sem_post( sem_t *sem )用来增加信号量的值当有线程阻塞在这个信号量上时,调用这个函数会使其中的一个线程不再阻塞,选择机制同样是由线程的调度策略决定的。
函数sem_wait( sem_t *sem )被用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0,解除阻塞后将sem的值减一,表明公共资源经使用后减少。
函数sem_trywait ( sem_t *sem )是函数sem_wait()的非阻塞版本,它直接将信号量sem的值减一。
函数sem_destroy(sem_t *sem)用来释放信号量sem。
这个问题需要的知识主要包括:
1 多进程间进行通信;
2 使用同步信号量(semaphore)和互斥信号量(mutex)进行数据保护。
参考代码如下,可以参照注释辅助理解:
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define N 2 // 消费者或者生产者的数目
#define M 10 // 缓冲数目
int in = 0 // 生产者放置产品的位置
int out = 0 // 消费者取产品的位置
int buff[M] = {0} // 缓冲初始化为0, 开始时没有产品
sem_t empty_sem // 同步信号量, 当满了时阻止生产者放产品
sem_t full_sem // 同步信号量, 当没产品时阻止消费者消费
pthread_mutex_t mutex // 互斥信号量, 一次只有一个线程访问缓冲
int product_id = 0 //生产者id
int prochase_id = 0 //消费者id
/* 打印缓冲情况 */
void print()
{
int i
for(i = 0 i < M i++)
printf("%d ", buff[i])
printf("\n")
}
/* 生产者方法 */
void *product()
{
int id = ++product_id
while(1)
{
// 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度,便于观察
sleep(1)
//sleep(1)
sem_wait(&empty_sem)
pthread_mutex_lock(&mutex)
in = in % M
printf("product%d in %d. like: \t", id, in)
buff[in] = 1
print()
++in
pthread_mutex_unlock(&mutex)
sem_post(&full_sem)
}
}
/* 消费者方法 */
void *prochase()
{
int id = ++prochase_id
while(1)
{
// 用sleep的数量可以调节生产和消费的速度,便于观察
sleep(1)
//sleep(1)
sem_wait(&full_sem)
pthread_mutex_lock(&mutex)
out = out % M
printf("prochase%d in %d. like: \t", id, out)
buff[out] = 0
print()
++out
pthread_mutex_unlock(&mutex)
sem_post(&empty_sem)
}
}
int main()
{
pthread_t id1[N]
pthread_t id2[N]
int i
int ret[N]
// 初始化同步信号量
int ini1 = sem_init(&empty_sem, 0, M)
int ini2 = sem_init(&full_sem, 0, 0)
if(ini1 && ini2 != 0)
{
printf("sem init failed \n")
exit(1)
}
//初始化互斥信号量
int ini3 = pthread_mutex_init(&mutex, NULL)
if(ini3 != 0)
{
printf("mutex init failed \n")
exit(1)
}
// 创建N个生产者线程
for(i = 0 i < N i++)
{
ret[i] = pthread_create(&id1[i], NULL, product, (void *)(&i))
if(ret[i] != 0)
{
printf("product%d creation failed \n", i)
exit(1)
}
}
//创建N个消费者线程
for(i = 0 i < N i++)
{
ret[i] = pthread_create(&id2[i], NULL, prochase, NULL)
if(ret[i] != 0)
{
printf("prochase%d creation failed \n", i)
exit(1)
}
}
//销毁线程
for(i = 0 i < N i++)
{
pthread_join(id1[i],NULL)
pthread_join(id2[i],NULL)
}
exit(0)
}
在Linux下编译的时候,要在编译命令中加入选项-lpthread以包含多线程支持。比如存储的C文件为demo.c,要生成的可执行文件为demo。可以使用命令:
gcc demo.c -o demo -lpthread
程序中为便于观察,使用了sleep(1)来暂停运行,所以查看输出的时候可以看到,输出是每秒打印一次的。
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