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信号灯与互斥锁和条件变量的主要不同在于""的概念,灯亮则意味着资源可用(即加锁),灯灭则意味着不可用(即解锁)。如果说后两种同步方式侧重于"等待"操作,即资源不可用的话,信号灯机制则侧重于点灯,即告知资源可用;没有等待线程的解锁或激发条件都是没有意义的,而没有等待灯亮的线程的点灯操作则有效,且能保持灯亮状态。当然,这样的操作原语也意味着更多的开销。

信号灯的应用除了灯亮/灯灭这种二元灯以外,也可以采用大于1的灯数,以表示资源数大于1,这时可以称之为多元灯。

1 创建和注销

POSIX信号灯标准定义了有名信号灯无名信号灯两种,但LinuxThreads的实现仅有无名灯,同时有名灯除了总是可用于多进程之间以外,在使用上与无名灯并没有很大的区别,因此下面仅就无名灯进行讨论。

#include <semaphore.h>

       int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); //通常pshared0.表示线程间

       这是创建信号灯的API,其中value为信号灯的初值pshared表示是否为多进程共享而不仅仅是用于一个进程之间的多线程共享LinuxThreads没有实现多进程共享信号灯,因此所有非0值的pshared输入都将使sem_init()返回-1,且置errnoENOSYS。初始化好的信号灯由sem变量表征,用于以下点灯、灭灯操作。

       int sem_destroy(sem_t * sem);

       被注销的信号灯sem要求已没有线程在等待该信号灯,否则返回-1,且置errnoEBUSY。除此之外,LinuxThreads的信号灯注销函数不做其他动作。

 

2 点灯和灭灯

       int sem_post(sem_t * sem);

       点灯操作将信号灯值原子地加1,表示增加一个可访问的资源。只有信号灯值大于0,才能访问公共资源。主要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在阻塞。

 

       int sem_wait(sem_t * sem);

int sem_trywait(sem_t * sem);

sem_wait()为灭灯操作(等待灯亮操作),主要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。等待灯亮(信号灯值大于0),然后将信号灯原子地减1,并返回。sem_trywait()sem_wait()的非阻塞版,如果信号灯计数大于0,则原子地减1并返回0,否则立即返回-1errno置为EAGAIN

 

3 获取灯值

int sem_getvalue(sem_t * sem, int * sval);

读取sem中的灯计数,存于*sval中,并返回0

 

4 其他

       sem_wait()被实现为取消点,而且在支持原子"比较且交换"指令的体系结构上,sem_post()是唯一能用于异步信号处理函数的POSIX异步信号安全的API

 

Examplesem_post表示点灯(资源可用,V操作), sem_wait表示灭灯(资源不可用,P操作)

#include<pthread.h>

#include<stdio.h>

#include <semaphore.h>   //头文件包含

int ticketcount = 10;

sem_t lock;

void *chk1(void *args)

{

       while(1)

{

sem_wait(&lock);  //因为要访问全局的共享变量ticketcount,所以就要加锁

    if(ticketcount > 0)  //如果有票

{

printf("windows1 start sale ticket!the ticket is:%d\n",ticketcount);

        ticketcount --;//则卖出一张票

                     sleep(3);

        printf("sale ticket finish!,the last ticket is:%d\n",ticketcount);

    }

    else   //如果没有票了,就解锁退出

    {

        sem_post(&lock);

        break;

    }

    sem_post(&lock);

    sleep(1);       //要放到锁的外面

}

              pthread_exit(NULL);

}

void *chk2(void *args)

{

while(1)

{

sem_wait(&lock);  //因为要访问全局的共享变量ticketcount,所以就要加锁

    if(ticketcount > 0)  //如果有票

{

printf("windows2 start sale ticket!the ticket is:%d\n",ticketcount);

        ticketcount --;//则卖出一张票

                     sleep(3);

        printf("sale ticket finish!,the last ticket is:%d\n",ticketcount);

    }

    else   //如果没有票了,就解锁退出

    {

        sem_post(&lock);

        break;

    }

    sem_post(&lock);

    sleep(1);       //要放到锁的外面

}

      pthread_exit(NULL);

}

main()

{

            pthread_t pthid1,pthid2;

            sem_init(&lock,0,1);     //信号灯值初始为1,表示资源可用

            pthread_create(&pthid1,NULL,chk1,NULL);

            pthread_create(&pthid2,NULL,chk2,NULL);

                     pthread_join(pthid1,NULL);

            pthread_join(pthid2,NULL);

            sem_destroy(&lock);

}

posted on 2018-03-09 08:45  正在加载……  阅读(577)  评论(0编辑  收藏  举报