溫馨提示×

C++信號量如何控制資源訪問

c++
小樊
81
2024-11-09 07:39:40
欄目: 編程語言

在C++中，信號量（semaphore）是一種用于控制多個進程或線程對共享資源訪問的同步原語

  1. 包含頭文件：首先，需要包含<semaphore.h>頭文件以使用信號量功能。
#include <semaphore.h>
  1. 初始化信號量：在程序中創(chuàng)建一個信號量對象，并設置其初始值。這個值表示可以同時訪問共享資源的線程數(shù)。
sem_t sem;
sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信號量，初始值為1

這里，sem_init函數(shù)的第一個參數(shù)是一個指向信號量對象的指針，第二個參數(shù)是信號量的共享屬性（0表示共享，1表示獨占），第三個參數(shù)是信號量的初始值。

  1. 訪問共享資源：在訪問共享資源之前，線程需要等待信號量變?yōu)榭捎脿顟B(tài)。可以使用sem_wait或sem_trywait函數(shù)實現(xiàn)。
sem_wait(&sem); // 等待信號量變?yōu)榭捎脿顟B(tài)
// 訪問共享資源

如果信號量的值為0，sem_wait函數(shù)會阻塞線程，直到信號量變?yōu)榭捎脿顟B(tài)。sem_trywait函數(shù)則嘗試立即獲取信號量，如果信號量不可用，它會立即返回一個錯誤代碼，而不是阻塞線程。

  1. 釋放信號量：在訪問完共享資源后，線程需要釋放信號量，以便其他等待的線程可以獲取信號量并訪問共享資源。可以使用sem_post函數(shù)實現(xiàn)。
// 訪問完共享資源后
sem_post(&sem); // 釋放信號量

sem_post函數(shù)會將信號量的值加1，表示一個資源已經(jīng)被釋放。

  1. 銷毀信號量：當所有線程都完成對共享資源的訪問后，需要銷毀信號量對象?？梢允褂?code>sem_destroy函數(shù)實現(xiàn)。
sem_destroy(&sem); // 銷毀信號量對象

這是一個簡單的C++信號量示例，用于控制對共享資源的訪問：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <semaphore.h>

std::mutex mtx;
sem_t sem;
int shared_resource = 0;

void thread_func(int id) {
    sem_wait(&sem); // 等待信號量變?yōu)榭捎脿顟B(tài)

    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    std::cout << "Thread " << id << " is accessing the shared resource." << std::endl;
    shared_resource++;
    lock.unlock();

    // 模擬訪問共享資源的時間
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));

    lock.lock();
    std::cout << "Thread " << id << " has finished accessing the shared resource." << std::endl;
    shared_resource--;
    lock.unlock();

    sem_post(&sem); // 釋放信號量
}

int main() {
    const int num_threads = 5;
    std::thread threads[num_threads];

    sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信號量，初始值為1

    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads[i] = std::thread(thread_func, i);
    }

    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads[i].join();
    }

    sem_destroy(&sem); // 銷毀信號量對象

    return 0;
}

在這個示例中，我們創(chuàng)建了一個信號量來控制對共享資源shared_resource的訪問。信號量的初始值為1，表示同一時間只有一個線程可以訪問共享資源。其他線程需要等待信號量變?yōu)榭捎脿顟B(tài)才能訪問共享資源。

0 踩