信号量的学习

模仿Linux cat指令打印文件内容到终端上

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

//设置全局的信号量，设置两个是为了保证读取一次，打印一次
sem_t sem1,sem2;

//每一次读取的文件内容缓存
char buf[128];

//记录每次读取的字节数
ssize_t res_r = 1,res_w = 1;

//读取线程
void* myread(void* arg)
{
	while(1)
	{
		//打印函数出现错误，不继续操作
		if(res_w < 0)
		{
			pthread_exit(NULL);
		}

		//P操作
		if(sem_wait(&sem1) < 0)
		{
			printf("__%d__",__LINE__);
			perror("wait");
			pthread_exit(NULL);
		}
		//置缓冲区为零
		bzero(buf,sizeof(buf));
		//这里把文件描述符作为参数穿了进来，要强制转换类型
		res_r = read(*(int*)arg,buf,sizeof(buf));
		//对另一个进程所需的信号量进行V操作
		if(sem_post(&sem2) < 0)
		{
			//为了便于区分错误出现位置，打印行号
			printf("__%d__",__LINE__);
			perror("post");
			pthread_exit(NULL);
		}
		//放在临界区外，保证让对方线程有退出的机会
		if(res_r < 0)
		{
			perror("read");
			pthread_exit(NULL);
		}
		else if(0 == res_r)
		{
			printf("文件读取完毕\n");
			pthread_exit(NULL);
		}

	}
}

//打印线程
void* print(void* arg)
{
	while(1)
	{	
		//当读线程出现错误时或者读到文件结尾时，没有必要进行写操作
		if(res_r < 0)
		{
			pthread_exit(NULL);
		}
		else if(0 == res_r)
		{
			printf("文件打印完毕\n");
			pthread_exit(NULL);
		}

		//P操作
		if(sem_wait(&sem2) < 0)
		{
			printf("__%d__",__LINE__);
			perror("wait");
			pthread_exit(NULL);
		}
		//1代表着stdout的文件描述符值
		res_w = write(1,buf,sizeof(buf));

		//V操作
		if(sem_post(&sem1) < 0)
		{
			printf("__%d__",__LINE__);
			perror("post");
			pthread_exit(NULL);
		}
		//与读线程同理，退出放在临界区外
		if(res_w < 0)
		{
			perror("write");
			pthread_exit(NULL);
		}
	}
}

//主线程
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//判断输入
	if(argc <2)
	{
		printf("请输入文件名\n");
		return -1;
	}

	//初始化信号量
	if(sem_init(&sem1, 0, 1) < 0)
	{
		printf("__%d__",__LINE__);
		perror("init");
		return -1;
	}
	if(sem_init(&sem2, 0, 0) < 0)
	{
		printf("__%d__",__LINE__);
		perror("init");
		return -1;
	}

	//通过输入参数来读取文件
	int fd_r = open(argv[1],O_RDONLY);
	if(fd_r < 0)
	{
		perror("open");
		return -1;
	}
	//创建两个子线程
	pthread_t tid1,tid2;
	if(pthread_create(&tid1,NULL,myread,(void*)&fd_r) != 0)
	{
		printf("__%d__",__LINE__);
		perror("pthread_create");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,print,NULL) != 0)
	{
		printf("__%d__",__LINE__);
		perror("pthread_create");
		return -1;
	}

	//阻塞等待线程退出
	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	
	//摧毁信号量
	if(sem_destroy(&sem1) < 0)
	{
		perror("destory");
		return -1;
	}
	if(sem_destroy(&sem2) < 0)
	{
		perror("destory");
		return -1;
	}

	//关闭文件描述符
	close(fd_r);

	return 0;
}