IO线程day6-优快云博客

这篇博客探讨了如何使用多线程和信号量实现线程间的同步。第一个例子展示了如何通过互斥锁和条件变量创建三个线程A、B、C，确保它们按顺序打印ID。第二个例子中，线程A读取文件内容，线程B负责打印，通过信号量实现读写同步，模拟cat命令的行为，直到文件内容全部打印完毕。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题1

要求

编写一个程序，开启3个线程，这3个线程的ID分别为ABC，每个线程将自己的ID在屏幕上打印10
遍，要求输出结果必须按ABC的顺序显示，如ABCABC……依次递推；
提示：A只能叫醒B，B只能唤醒C，C只能唤醒A

代码

头文件和全局变量

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>


#define PER(per) {	fprintf(stderr,"line:%d ",__LINE__);\
					perror(per);\
					return -1;}
//全局变量
int flag=0;
pthread_mutex_t mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //定义互斥锁
pthread_cond_t cond=PTHREAD_COND_INITIALIZER;   //定义条件变量

输出A

void* funca(void* arg)
{
	while(1)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex); //上锁

		if(flag!=0)
		{
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);//睡眠
		}
		else
		{
			printf("A ");
			flag=1;
		}
		pthread_cond_signal(&cond);//唤醒
		pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁

	}
	pthread_exit(NULL);
}

输出B

void* funcb(void* arg)
{
	while(1)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex); //上锁

		if(flag!=1)
		{
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);//睡眠
		}
		else
		{
			printf("B ");
			flag=2;
		}
		pthread_cond_signal(&cond);//唤醒
		pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁

	}
	pthread_exit(NULL);
}

输出C


void* funcc(void* arg)
{	
	while(1)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex); //上锁

		if(flag!=2)
		{
			pthread_cond_wait(&cond,&mutex);//睡眠
		}
		else
		{
			printf("C\n");
			flag=0;
		}
		pthread_cond_signal(&cond);//唤醒
		pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁

	}
	pthread_exit(NULL);
}

主函数

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建3个分线程
	pthread_t tid1,tid2,tid3;
	if(pthread_create(&tid1,NULL,funca,NULL)!=0)
	{
		PER("pthread_create")
	}
	
	if(pthread_create(&tid2,NULL,funcb,NULL)!=0)
	{
		PER("pthread_create")
	}


	if(pthread_create(&tid3,NULL,funcc,NULL)!=0)
	{
		PER("pthread_create")
	}


	//销毁子进程
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	pthread_join(tid3,NULL);

	pthread_mutex_destroy(&mutex);
	pthread_cond_destroy(&cond);

	return 0;
}

问题2

用信号量的方式，创建两个线程 A B

要求

A线程读取文件中的内容
B线程打印A读取到的内容到终端，
全部打印完毕后，结束进程；
现象类似cat一个文件

代码

头文件和全局变量

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include<semaphore.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#define PER(per) {fprintf(stderr,"line:%d ",__LINE__);\
					perror(per);\
					return -1;}

#define PER1(per) {fprintf(stderr,"line:%d ",__LINE__);\
					perror(per);\
					return NULL;}


//全局变量
int fd_r;
sem_t sem1,sem2;
char buff[20]="";
ssize_t  res=1;

读取函数

void* func_r(void* arg)
{
	while(1)
	{
		//P操作
		if(sem_wait(&sem1)<0)
		{
			PER1("sem_wait")
		}
		
		//读取操作
		res=read(fd_r,buff,sizeof(buff));
		if(res==0)
		{		
			break;
		}
		if(res==-1)
		{
			PER1("read")
		}
		
		//V操作
		if(sem_post(&sem2)<0)
		{
			PER1("sem_post")
		}
		
	}
	pthread_exit(NULL);

}

输出函数

//输出函数
void* func_w(void* arg)
{
	while(1)
	{
		//P操作
		if(sem_wait(&sem2)<0)
		{
			PER1("sem_wait")
		}
		
		//输出操作
		if(write(1,buff,res)<0)
		{
			PER1("write")
		}
	
		//V操作
		if(sem_post(&sem1)<0)
		{
			PER1("sem_post")
		}
	}
	pthread_exit(NULL);
}

主函数

//主函数
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建2个信号量
	if(sem_init(&sem1,0,1)<0)
	{
		PER("sem_init")
	}
	if(sem_init(&sem2,0,0)<0)
	{
		PER("sem_init")
	}


	//打开源文件
	fd_r=open(argv[1],O_RDONLY);
	if(fd_r==-1)
	{
		PER("open")
	}
	//创建AB线程
	pthread_t tid1,tid2;
	if(pthread_create(&tid1,NULL,func_r,NULL))
	{
		PER("pthread_create")
	}

	if(pthread_create(&tid2,NULL,func_w,NULL))
	{
		PER("pthread_create")
	}

	//释放线程资源，防止主线程结束
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_cancel(tid2);
	pthread_join(tid2,NULL);

	//关闭源文件
	if(close(fd_r)==-1)
	{
		PER("close")
	}
	
	//销毁信号量
	sem_destroy(&sem1);
	sem_destroy(&sem2);

	return 0;
}