linux c++(线程 & 信号量 & 生产者消费者模型)

生产者和消费者模型

信号量[加强版的互斥锁]

• int sem_init(setm_t *sem,int pshared,unsigned int valud);
  • sem 定义的信号量，传出
  • pshared
    • 0 代表线程信号量
    • 非0 代表进程信号量
  • value 定义信号量的个数
• 摧毁信号量
  • int sem_destory(sem_t *sem);
• 申请信号量，申请成功 value--
  - int sem_wait(sem_t *sem);
  • 信号量为0时，阻塞
• 释放信号量value++
  • int sem_post(sem_t *sem);

  #include <semaphore.h>                                                            
  sem_t blank,xfull;
  #define  __SEM_CNT__ 5
  
  int queue[__SEM_CNT__];
  int beginnum = 100;
  
✹ void * thr_producter(void *arg)
  {   
      int i = 0;
      while(1)
      {   
          sem_wait(&blank);//申请资源 blank--
          printf("----%s----self---%lu----%d\n",__FUNCTION__,pthread_self(),beginnum
          queue[(i++)%__SEM_CNT__] = beginnum++;
          sem_post(&xfull);//xfull ++
          sleep(rand()%3);
      }
      pthread_exit(NULL);
  }
  // 创建线程 #include <pthread.h>
✹ void * thr_custmer(void *arg)
  {   
      int i = 0,num = 0;
      while(1)
      {   
          sem_wait(&xfull);
          num = queue[(i++)%__SEM_CNT__];
          printf("----%s----self---%lu----%d\n",__FUNCTION__,pthread_self(),num);
          sem_post(&blank);
          sleep(rand()%3);
      }
      pthread_exit(NULL);
  }
   int main()
  {
      sem_init(&blank,0,__SEM_CNT__);
      sem_init(&xfull,0,0);
      
      pthread_attr_t attr;
      pthread_attr_init(&attr);
      pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);
      pthread_t tid[2];
      pthread_create(&tid[0],&attr,thr_producter,NULL);
      pthread_create(&tid[1],&attr,thr_custmer,NULL);
      pthread_attr_destroy(&attr);
      pthread_exit(NULL);
  
      sem_destroy(&blank);
      sem_destroy(&xfull);
  
      return 0;
  }

信号量就是在一个叫做互斥区的门口放一个盒子，盒子里面装着固定数量的小球，每个线程过来的时候，都从盒子里面摸走一个小球，然后去互斥区里面浪（？），浪开心了出来的时候，再把小球放回盒子里。如果一个线程走过来一摸盒子，得，一个球都没了，不拿球不让进啊，那就只能站在门口等一个线程出来放回来一个球，再进去。这样由于小球的数量是固定的，那么互斥区里面的最大线程数量就是固定的，不会出现一下进去太多线程把互斥区给挤爆了的情况。这是用信号量做并发量限制。
另外一些情况下，小球是一次性的，线程拿走一个进了门，就把小球扔掉了，这样用着用着小球就没了，不过有另外一些线程（一般叫做生产者）会时不时过来往盒子里再放几个球，这样就可以有新的线程（一般叫做消费者）进去了，放一个球进一个线程，这是信号量做同步功能。你截图里的例子就是这个情况，主线程是生产者，通过sem_post往盒子里放小球（信号量加一），而其他线程是消费者，通过sem_wait从盒子里拿小球（信号量减一），如果遇到盒子里一个小球都没有（信号量为0），就会开始等待信号量不为0，然后拿走一个小球（信号量减一）再继续。
本质上来说信号量就是那个盒子，以及“摸不到球就不让进”这个机制。

顺便你这个例子其实有点问题，发送信号量也就是放小球的这个过程并不会阻塞，会继续执行下去，那么有可能在消费者线程取走work_area里面的数据之前，下一个fgets就把这个数据覆盖了，这是个很危险的竞争冒险的问题，非常不符合多线程程序的设计准则。由于是从stdin当中读取数据，一般来说键盘是没有这么快，但要知道完全可以把输入重定向到文件，这时候就很容易出问题了