Linux 信号量

锁有一个很明显的缺点，那就是它只有两种状态：锁定与不锁定。

信号量本质上是一个非负数的整数计数器，它也被用来控制对公共资源的访问。当公共资源增加的时候，调用信号量增加函数sem_post()对其进行增加，当公共资源减少的时候，调用函数sem_wait()来减少信号量。其实，我们是可以把锁当作一个0-1信号量的。

它们是在/usr/include/semaphore.h中进行定义的，信号量的数据结构为sem_t, 本质上，它是一个long型整数

相关函数

在使用semaphore之前，我们需要先引入头文件#include <semaphore.h>

• 初始化信号量： int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
  • 成功返回0，失败返回-1
  • 参数
  • sem：指向信号量结构的一个指针
  • pshared： 不是0的时候，该信号量在进程间共享，否则只能为当前进程的所有线程们共享
  • value：信号量的初始值
• 信号量减1操作，当sem=0的时候该函数会堵塞 int sem_wait(sem_t *sem);
  • 成功返回0，失败返回-1
  • 参数
  • sem：指向信号量的一个指针
• 信号量加1操作 int sem_post(sem_t *sem);
  • 参数与返回同上
• 销毁信号量 int sem_destroy(sem_t *sem);
  • 参数与返回同上

例题：

 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <pthread.h>
  4 #include <semaphore.h>
  5 
  6 
  7 #define MAXSIZE 10
  8 
  9 int stack[MAXSIZE];
 10 int size = 0;
 11 sem_t sem, sem_off;
 12 
 13 void *provider_data(void)
 14 {
 15     printf("Enter provider data\n");
 16     int i;
 17     for (i = 0; i < MAXSIZE; i++) {
 18         stack[i] = i;
 19         sem_post(&sem);
 20     }
 21 }
 22 
 23 void *handle_data(void)
 24 {
 25     printf("Enter handle data\n");
 26 
 27     int i;
 28     while ((i = size++) < MAXSIZE){
 29         sem_wait(&sem);
 30         printf("MUL: %d * %d = %d\n", stack[i], stack[i], stack[i]*stack[i]);
 31         //sleep(1);
 32     }
 33     sem_post(&sem_off);
 34 }
 35 
 36 int main(int argc, char **argv)
 37 {

 38     pthread_t tid[2];
 39     int rc  = 0;
 40 
 41     sem_init(&sem, 0, 0);
 42     sem_init(&sem_off, 0, 0);
 43     rc = pthread_create(&tid[0], NULL, handle_data, NULL);
 44     if (rc != 0)
 45         printf("%s: %d\n", __func__, strerror(rc));
 46 
 47     rc = pthread_create(&tid[1], NULL, provider_data, NULL);
 48     if (rc != 0)
 49         printf("%s: %d\n", __func__, strerror(rc));
 50 
 51     sem_wait(&sem_off);
 52     sem_destroy(&sem);
 53 
 54     //sleep(15);
 55     return 0;
 56 }
 57 运行结果：

Enter handle data
Enter provider data
MUL: 0 * 0 = 0
MUL: 1 * 1 = 1
MUL: 2 * 2 = 4
MUL: 3 * 3 = 9
MUL: 4 * 4 = 16
MUL: 5 * 5 = 25
MUL: 6 * 6 = 36
MUL: 7 * 7 = 49
MUL: 8 * 8 = 64
MUL: 9 * 9 = 81