深入解析：【TinyWebServer】线程同步封装

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POSIX信号量

int sem_init(sem_t* sem,int pshared,unsingned int value);

int sem_destroy(sem_t* sem);

 int sem_wait(sem_t* sem);

 int sem_post(sem_t* sem);

互斥量

条件变量

为了对多线程程序实现同步问题，可以用信号量POSIX信号量、互斥量、条件变量进行线程同步，以达到对共享资源的最大利用。

POSIX信号量

POSIX信号量由sem_ 开头，主要有五个信号量函数。

int sem_init(sem_t* sem,int pshared,unsingned int value);

pshared参数指定信号量的类型，如果为0则代表这个信号量是这个线程局部信号量，否则该信号量就会在多个线程之间共享。

value参数指定信号量的初始值。

不能初始化一个已经被初始化的信号量！！！

int sem_destroy(sem_t* sem);

用于销毁信号量，释放其占用的内核资源

 int sem_wait(sem_t* sem);

以原子操作的方式将信号量的值减1，如果信号量为0则被阻塞，知道该信号量具有非0值

 int sem_post(sem_t* sem);

//以原子操作方式将信号量加一,信号量大于0时,唤醒调用sem_post的线程

#include //用于初始化一个未命名的信号量int sem_init(sem_t* sem,int pshared,unsingned int value); //用于销毁信号量int sem_destroy(sem_t* sem); //用以原子操作方式将信号量减一,信号量为0时,sem_wait阻塞int sem_wait(sem_t* sem); //相当于sem_wait的非阻塞版本，直接立即返回信号量，无论其是否为0int sem_trywait(sem_t* sem); //以原子操作方式将信号量加一,信号量大于0时,唤醒调用sem_post的线程int sem_post(sem_t* sem);

class sem{public:    sem()    {        if (sem_init(&m_sem, 0, 0) != 0)        {            throw std::exception();        }    }    sem(int num)    {        if (sem_init(&m_sem, 0, num) != 0)        {            throw std::exception();        }    }    ~sem()    {        sem_destroy(&m_sem);    }    bool wait()    {        return sem_wait(&m_sem) == 0;    }    bool post()    {        return sem_post(&m_sem) == 0;    } private:    sem_t m_sem;};

互斥量

互斥锁,也成互斥量,可以保护关键代码段,以确保独占式访问.当进入关键代码段,获得互斥锁将其加锁;离开关键代码段,唤醒等待该互斥锁的线程.

#include //用于初始化互斥锁int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t* mutex,const pthread_mutexattr* mutexattr); //用于销毁互斥锁int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex* mutex); //以原子操作方式给互斥锁加锁int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex); //以原子操作方式给互斥锁解锁int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* mutex);

class locker{public:    locker()    {        if (pthread_mutex_init(&m_mutex, NULL) != 0)        {            throw std::exception();        }    }    ~locker()    {        pthread_mutex_destroy(&m_mutex);    }    bool lock()    {        return pthread_mutex_lock(&m_mutex) == 0;    }    bool unlock()    {        return pthread_mutex_unlock(&m_mutex) == 0;    }    pthread_mutex_t *get()    {        return &m_mutex;    } private:    pthread_mutex_t m_mutex;};

条件变量

条件变量提供了一种线程间的通知机制,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.

#include //用于初始化条件变量int pthread_cond_init(pthread_cond_t* cond,const pthread_condatte_t* cond_attr); //用于销毁条件变量int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t* cond); //以广播的方式唤醒所有等待目标条件变量的线程int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t* cond) /*用于等待目标条件变量.该函数调用时需要传入 mutex参数(加锁的互斥锁) ,函数执行时,先把调用线程放入条件变量的请求队列,然后将互斥锁mutex解锁,当函数成功返回为0时,互斥锁会再次被锁上. 也就是说函数内部会有一次解锁和加锁操作.*/int pthread_cond_signal(pthread_cond_t* cond); //用于等待目标条件变量，mutex参数是用于保护条件变量的互斥锁int pthread_cond_wait(pthread_cond_t* cond,pthread_mutex_t* mutex);

class cond{public:    cond()    {        if (pthread_cond_init(&m_cond, NULL) != 0)        {            //pthread_mutex_destroy(&m_mutex);            throw std::exception();        }    }    ~cond()    {        pthread_cond_destroy(&m_cond);    }    bool wait(pthread_mutex_t *m_mutex)    {        int ret = 0;        //pthread_mutex_lock(&m_mutex);        ret = pthread_cond_wait(&m_cond, m_mutex);        //pthread_mutex_unlock(&m_mutex);        return ret == 0;    }    bool timewait(pthread_mutex_t *m_mutex, struct timespec t)    {        int ret = 0;        //pthread_mutex_lock(&m_mutex);        ret = pthread_cond_timedwait(&m_cond, m_mutex, &t);        //pthread_mutex_unlock(&m_mutex);        return ret == 0;    }    bool signal()    {        return pthread_cond_signal(&m_cond) == 0;    }    bool broadcast()    {        return pthread_cond_broadcast(&m_cond) == 0;    } private:    //static pthread_mutex_t m_mutex;    pthread_cond_t m_cond;};