Linux中信號(hào)量的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關(guān)Linux中信號(hào)量的示例分析的內(nèi)容。小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧。

Linux系統(tǒng)提出了信號(hào)量的概念。這是一種相對(duì)比較折中的處理方式，它既能保證線程間同步，數(shù)據(jù)不混亂，又能提高線程的并發(fā)性。注意，這里提到的信號(hào)量，與我們所學(xué)的信號(hào)沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系，就比如Java與JavaScript沒(méi)有任何關(guān)系一樣。

主要應(yīng)用函數(shù)：

• sem_init函數(shù)

• sem_destroy函數(shù)

• sem_wait函數(shù)

• sem_trywait函數(shù)

• sem_timedwait函數(shù)

• sem_post函數(shù)

以上6 個(gè)函數(shù)的返回值都是：成功返回0， 失敗返回-1，同時(shí)設(shè)置errno。

細(xì)心的讀者可能留意到，它們沒(méi)有pthread前綴，這說(shuō)明信號(hào)量不僅可以用在線程間，也可以用在進(jìn)程間。

sem_t數(shù)據(jù)類型，其本質(zhì)仍是結(jié)構(gòu)體。但是類似于文件描述符一樣，我們?cè)趹?yīng)用期間可簡(jiǎn)單將它看作為整數(shù)，而忽略實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

使用方法：sem_t sem; 我們約定，信號(hào)量sem不能小于0。使用時(shí)，注意包含頭文件 。

類似于互斥鎖，信號(hào)量也有類似加鎖和解鎖的操作，加鎖使用sem_wait函數(shù)，解鎖使用sem_post函數(shù)。這兩個(gè)函數(shù)有如下特性：

• 調(diào)用sem_post時(shí)，如果信號(hào)量大于0，則信號(hào)量減一;

• 當(dāng)信號(hào)量等于0時(shí)，調(diào)用sem_post時(shí)將造成線程阻塞;

• 調(diào)用sem_post時(shí)，將信號(hào)量加一，同時(shí)喚醒阻塞在信號(hào)量上的線程。

上面提到的對(duì)線程的加一減一操作，由于sem_t的實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶隱藏，所以這兩個(gè)操作只能通過(guò)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不能直接使用++、--符號(hào)來(lái)操作。

##sem_init函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

• 函數(shù)作用： 初始化一個(gè)信號(hào)量;

• 參數(shù)說(shuō)明： sem：信號(hào)量 ; pshared：取0時(shí)，信號(hào)量用于線程間同步;取非0(一般為1)時(shí)則用于進(jìn)程間同步; value：指定信號(hào)量初值，而信號(hào)量的初值，決定了允許同時(shí)占用信號(hào)量的線程的個(gè)數(shù)。

##sem_destroy函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_destroy(sem_t *sem);

• 函數(shù)作用： 銷毀一個(gè)信號(hào)量

##sem_wait函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_wait(sem_t *sem);

• 函數(shù)作用： 給信號(hào)量值加一

##sem_post函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_post(sem_t *sem);

• 函數(shù)作用： 給信號(hào)量值減一

##sem_trywait函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_trywait(sem_t *sem);

• 函數(shù)作用： 嘗試對(duì)信號(hào)量加鎖，與pthread_mutex_trylock類似;

##sem_timedwait函數(shù)

• 函數(shù)原型： int sem_timedwait(sem_t sem, const struct timespec abs_timeout);

• 函數(shù)作用： 限時(shí)嘗試對(duì)信號(hào)量加鎖

• 參數(shù)說(shuō)明： sem：信號(hào)量; abs_timeout：與pthread_cond_timedwait一樣，采用的是絕對(duì)時(shí)間。

用法如下(例如超時(shí)時(shí)間設(shè)為1秒)：

• time_t cur = time(NULL);

• 獲取當(dāng)前時(shí)間。 struct timespec t;

• 定義timespec 結(jié)構(gòu)體變量t t.tv_sec = cur+1;

• 定時(shí)1秒 t.tv_nsec = t.tv_sec +100;

• sem_timedwait(&sem, &t);

• 傳參

生產(chǎn)者消費(fèi)者信號(hào)量模型：

/*信號(hào)量實(shí)現(xiàn) 生產(chǎn)者 消費(fèi)者問(wèn)題*/ #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <semaphore.h> #define NUM 5                int queue[NUM];                                     //全局?jǐn)?shù)組實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列 sem_t blank_number, product_number;                 //空格子信號(hào)量, 產(chǎn)品信號(hào)量 void *producer(void *arg) {     int i = 0;     while (1) {         sem_wait(&blank_number);                    //生產(chǎn)者將空格子數(shù)--,為0則阻塞等待         queue[i] = rand() % 1000 + 1;               //生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品         printf("----Produce---%d\n", queue[i]);                 sem_post(&product_number);                  //將產(chǎn)品數(shù)++         i = (i+1) % NUM;                            //借助下標(biāo)實(shí)現(xiàn)環(huán)形         sleep(rand()%3);     } } void *consumer(void *arg) {     int i = 0;     while (1) {         sem_wait(&product_number);                  //消費(fèi)者將產(chǎn)品數(shù)--,為0則阻塞等待         printf("-Consume---%d\n", queue[i]);         queue[i] = 0;                               //消費(fèi)一個(gè)產(chǎn)品          sem_post(&blank_number);                    //消費(fèi)掉以后,將空格子數(shù)++         i = (i+1) % NUM;         sleep(rand()%3);     } } int main(int argc, char *argv[]) {     pthread_t pid, cid;     sem_init(&blank_number, 0, NUM);                //初始化空格子信號(hào)量為5     sem_init(&product_number, 0, 0);                //產(chǎn)品數(shù)為0     pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);     pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);     pthread_join(pid, NULL);     pthread_join(cid, NULL);     sem_destroy(&blank_number);     sem_destroy(&product_number);     return 0; }

運(yùn)行結(jié)果：

感謝各位的閱讀！關(guān)于“Linux中信號(hào)量的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！