信号量和互斥量C语言示例理解线程同步

线程同步

了解线程信号量的基础知识，对深入理解python的线程会大有帮助。

当两个线程同时执行时，不可避免同时操作同一个变量或者文件等，所以需要有一组机制来确保他们能正确的运行：信号量和互斥量。信号量可以分为最简单的“二进制信号量”和更通用的“计数信号量”。信号量通常用来保护一段代码，使其每次只能被一个执行线程运行，这种情况下需要用到二进制信号量。有时候希望可以允许有限数目的线程执行一段指定代码，这就需要用到计数信号量。实际上，技术信号量是一种二进制信号量的逻辑扩展，实际两者调用的函数一样。

互斥量和信号量很相似，事实上他们可以互相通过对方来实现。但在实际应用中，对于一些情况使用其中一种更符合语义而且效果更好。

用信号量进行同步

include <stdio.h>

include <unistd.h>

include <stdlib.h>

include <string.h>

include <pthread.h>

include <semaphore.h>

void *thread_function(void *arg);
sem_t bin_sem;

define WORK_SIZE 1024

char work_area[WORK_SIZE]; /* 用来存放输入内容 */

int main() {
int res; /* 暂存一些命令的返回结果 /
pthread_t a_thread; / 织带新建的线程 */
void thread_result; / 存放线程处理结果 */

res = sem_init(&bin_sem, 0, 0); /* 初始化信号量，并且设置初始值为0/
if (res != 0) {
perror("Semaphore initialization failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); / 创建新线程 /
if (res != 0) {
perror("Thread creation failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Inout some text, Enter 'end' to finish\n");
while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { / 当工作区内不是以end开头的字符串时.../
fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); / 从标准输入获取输入到worl_area /
sem_post(&bin_sem); / 信号量+1 /
}
printf("\nWaiting for thread to finish...\n");
res = pthread_join(a_thread, &thread_result); / 等待线程结束 /
if (res != 0) {
perror("Thread join failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Thread joined\n");
sem_destroy(&bin_sem); / 销毁信号量 */
exit(EXIT_SUCCESS);
}

void thread_function(void arg) {
sem_wait(&bin_sem); / 等待信号量有大于0的值然后-1 /
while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) {
printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area)-1); / 获取输入字符串长度 8/
sem_wait(&bin_sem); /* 等待信号量有大于0的值然后-1 */
}
pthread_exit(NULL);
}

用互斥量进行同步

include <stdio.h>

include <unistd.h>

include <stdlib.h>

include <string.h>

include <pthread.h>

include <semaphore.h>

void *thread_function(void *arg);
pthread_mutex_t work_mutex;

define WORK_SIZE 1024

char work_area[WORK_SIZE];
int time_to_exit = 0; /* 用来控制是否退出*/

int main() {
int res;
pthread_t a_thread;
void *thread_result;

res = pthread_mutex_init(&work_mutex,NULL); /* 初始化一个互斥锁 /
if (res != 0) {
perror("Mutex initialization failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); / 创建一个新线程 /
if (res != 0) {
perror("Thread creation failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
pthread_mutex_lock(&work_mutex); / 尝试对互斥量加锁 /
printf("Input some text, Enter 'end' to finish\n");
while(!time_to_exit) { / 检查是不是该退出/
fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); / 从标准输入获取输入到work_area /
pthread_mutex_unlock(&work_mutex); / 解锁互斥量 /
while(1) {
pthread_mutex_lock(&work_mutex);
if (work_area[0] != '\0') { / 持续检查work_area 是否为空, 如果不为空继续等待，如果为空，则重新读取输入到work_area*/
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
sleep(1);
}
else {
break;
}
}
}
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
printf("\nWaiting for thread to finish...\n");
res = pthread_join(a_thread, &thread_result);
if (res != 0) {
perror("Thread join failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Thread joined\n");
pthread_mutex_destroy(&work_mutex);
exit(EXIT_SUCCESS);
}

void thread_function(void arg) {
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&work_mutex); / 尝试加锁互斥量 /
while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { / 当work_area里的值不是以end开头时/
printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area) -1); /* 输出输入的字符长度 /
work_area[0] = '\0'; / work_area设置为空 /
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&work_mutex);
while (work_area[0] == '\0') { / 持续检查work_area 直到它里面有输入值/
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&work_mutex);
}
}
time_to_exit = 1; / 当输入end后，设置退出标志 */
work_area[0] = '\0';
pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
pthread_exit(0);
}

参考资料

  • 《Beginning Linux Programming》
posted @ 2016-11-20 22:42  Nisen  阅读(9368)  评论(0)    收藏  举报