linux下线程的同步与互斥-信号量_头歌答案linux之线程同步二信号量-优快云博客

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文章详细介绍了Linux系统中的三种信号量类型：SystemVIPC信号量、POSIX无名信号量和POSIX有名信号量。重点讲述了POSIX无名信号量和有名信号量的初始化、PV操作及销毁过程。通过示例代码展示了如何使用无名信号量协调线程间的生产和销售活动，以及有名信号量在进程间共享内存访问中的应用。

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1.原理
跟进程间通信的信号量原理一模一样，只是接口函数不同，同样也有PV操作
POSIX：操作系统的标准名字,是一个行业标准的称呼
linux中总共有三种信号量
第一种：system-v IPC信号量
用于进程间
sem_get();
sem_ctl( SETVAL/GETVAL)
sem_op();
第二种: POSIX无名信号量
多用于线程间
第三种：POSIX有名信号量
用于进程间
2.POSIX无名信号量
第一个：初始化无名信号量
sem_t类型的变量就表示无名信号量
#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
参数：sem --》表示信号量
pshared --》0表示信号量在线程间使用非零表示信号量在进程间使用
value --》信号量的值
第二个：PV操作
int sem_wait(sem_t *sem); //P操作
int sem_post(sem_t *sem); //V操作
第三个：销毁无名信号量
int sem_destroy(sem_t *sem);
3.POSIX有名信号量
第一个：创建有名信号量
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);
返回值：成功返回有名信号量指针
失败 NULL
参数：name --》有名信号量的名字，只需要写名字，不需要写路径
oflag --》O_CREAT 和 O_EXCL
mode --》0777权限
value --》有名信号量的值
第二个：PV操作
int sem_wait(sem_t *sem); //P操作
int sem_post(sem_t *sem); //V操作
第三个：删除有名信号量
int sem_unlink(const char *name);
参数：name --》有名信号量的名字

有名信号量和无名信号量的区别
区别一：有名信号量创建成功以后会在系统的/dev/shm目录下自动生成有名信号量文件
无名信号量创建成功以后，不会生产信号量文件
用无名信号量来协调生产和销售

#include "myhead.h"

//定义一个全局变量表示目前库存数量
int num=0;

//定义两个无名信号量
sem_t sem1,sem2;


//用代码来模拟生产和销售

//生产者
void *product(void *arg)
{
	while(1)
	{
		//对第一个信号量进行p操作，不会阻塞当前线程
		sem_wait(&sem1);
		num++;
		printf("生产了一件产品，目前产品数量是:%d\n",num);
		sleep(1);
		//对第二个信号量进行v操作，解救销售者
		sem_post(&sem2);
	}
}

//销售者
void *sale(void *arg)
{
	while(1)
	{
		//对第二个信号量进行p操作，会阻塞当前线程
		sem_wait(&sem2);
		num--;
		printf("销售了一件产品，目前产品数量是:%d\n",num);
		sleep(1);
		//对第一个信号量进行v操作，解救生产者
		sem_post(&sem1);
	}
}

int main()
{
	pthread_t id1,id2;
	
	//初始化两个无名信号量
	sem_init(&sem1,0,1);  //第一个无名信号量，值为1
	sem_init(&sem2,0,0);  //第二个无名信号量，值为0
	
	//创建两个线程--》分别表示生产部门和销售部门
	pthread_create(&id1,NULL,product,NULL); //生产部门
	//sleep(1); //北鼻手段
	pthread_create(&id2,NULL,sale,NULL);    //销售部门
	
	//阻塞
	pthread_join(id1,NULL);
	pthread_join(id2,NULL);
	
	//销毁无名信号量
	sem_destroy(&sem1);
	sem_destroy(&sem2);
	return 0;
}

创建有名信号量

#include "myhead.h"

int main()
{
	//创建一个有名信号量
	sem_t *sem1=sem_open("mysem1",O_CREAT,0777,1);
	if(sem1==NULL)
	{
		perror("创建有名信号量失败!\n");
		return -1;
	}
		
}

有名信号量用于协调两个进程之间对于共享内存的访问

#include "myhead.h"

int main()
{
	int shmid;
	
	//申请2个有名信号量
	sem_t *sem1=sem_open("mysem1",O_CREAT,0777,1);
	if(sem1==NULL)
	{
		perror("新建信号量失败!\n");
		return -1;
	}
	sem_t *sem2=sem_open("mysem2",O_CREAT,0777,0);
	if(sem2==NULL)
	{
		perror("新建信号量失败!\n");
		return -1;
	}
	
	//申请共享内存
	shmid=shmget(54552,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);
	if(shmid==-1) //发生错误
	{
		//依据刚才讲解的错误码原理，进一步分析产生错误的原因
		if(errno==EEXIST)  //说明错误的原因是共享内存已经存在
		{
			shmid=shmget(54552,1024,0777); //打开共享内存
		}
		else //说明错误是其他类型的错误
		{
			perror("申请共享内存失败了!\n");
			return -1;
		}
		
	}
	
	//映射得到共享内存的首地址
	char *p=shmat(shmid,NULL,0);
	//p指向的就是你刚才申请得到的1024字节的内存首地址
	if(p==NULL)
	{
		perror("映射共享内存失败!\n");
		return -1;
	}
	
	//p1通过共享内存发送信息给p2
	while(1)
	{
		//对第一个信号量进行p操作,不会阻塞当前进程
		sem_wait(sem1);
		printf("请输入要发送给p2的信息!\n");
		scanf("%s",p); 
		//对第二个信号量进行v操作，拯救p2让p2不会永远阻塞
		sem_post(sem2);
	}
}

#include "myhead.h"
// p2的代码
int main()
{
	int shmid;
	
	//申请2个有名信号量
	sem_t *sem1=sem_open("mysem1",O_CREAT,0777,1);
	if(sem1==NULL)
	{
		perror("新建信号量失败!\n");
		return -1;
	}
	sem_t *sem2=sem_open("mysem2",O_CREAT,0777,0);
	if(sem2==NULL)
	{
		perror("新建信号量失败!\n");
		return -1;
	}

	
	//申请共享内存
	shmid=shmget(54552,1024,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);
	if(shmid==-1) //发生错误
	{
		//依据刚才讲解的错误码原理，进一步分析产生错误的原因
		if(errno==EEXIST)  //说明错误的原因是共享内存已经存在
		{
			shmid=shmget(54552,1024,0777); //打开共享内存
		}
		else //说明错误是其他类型的错误
		{
			perror("申请共享内存失败了!\n");
			return -1;
		}
		
	}
	
	//映射得到共享内存的首地址
	char *p=shmat(shmid,NULL,0);
	//p指向的就是你刚才申请得到的1024字节的内存首地址
	if(p==NULL)
	{
		perror("映射共享内存失败!\n");
		return -1;
	}
	
	//从共享内存去访问p1存放的信息
	while(1)
	{
		//对第二个信号量进行P操作
		sem_wait(sem2);
		printf("p1发送的信息是：%s\n",p);
		//对第一个信号量进行v操作，拯救p1让p1不会永远阻塞
		sem_post(sem1);
	}
	
}