线程同步互斥之有名信号量，无名信号量

Linux下线程互斥与信号量实现详解

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已于 2023-04-17 09:33:04 修改 · 575 阅读

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#c语言 #linux

于 2023-03-12 11:36:02 首次发布

文章详细介绍了Linux系统中处理线程互斥的多种方式，包括有名信号量和无名信号量的使用。有名信号量适用于多进程间的同步互斥，通过`sem_open`、`sem_wait`、`sem_post`等函数进行操作，而无名信号量主要用于线程间的互斥，使用`sem_init`和`sem_destroy`进行初始化和销毁。文章还提供了有名和无名信号量的测试代码示例。

1、线程互斥方式

1、什么是同步互斥？为什么要处理同步互斥？

同步互斥就是使得线程处理任务时有先后的顺序，为了防止线程资源被抢占的问题。

2、处理同步互斥方式有哪些？

信号量 -> 进程 (共享内存+信号量一起使用) ---进程IPC中的一种

有名信号量 -> 进程 (共享内存+有名信号量一起使用) <编译的时候需要链接线程库-lpthread>

无名信号量 -> 线程

互斥锁 -> 线程

读写锁 -> 线程

条件变量 -> 线程（互斥锁+条件变量一起使用）

2、基本概念

POSIX信号量与IPC信号量组中的信号量元素的逻辑完全一样，但POSIX信号量操作更加简便，接口更加易用。在多进程多线程中运用广泛。

POSIX信号量分成两种：

POSIX匿名信号量
- 通常用在线程间
- 只存在于内存，在文件系统中不可见
POSIX具名信号量
- 通常用在进程间
- 存在于文件系统/dev/shm中，可被不同进程操作

3、有名信号量

POSIX 具名信号量主要用在多进程间同步互斥，其 P/V 操作与匿名版本无异，其最大的特点是存在于文件系统 /dev/shm 中，可以被系统中任意有权限的进程打开

有名信号量的函数接口说明如下：

sem_t *sem;
1）创建并打开一个有名信号量  -> sem_open()
#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <semaphore.h>
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag,mode_t mode, unsigned int value);
函数作用：初始化并且打开一个有名信号量
参数：name： 有名信号量的名字，要求必须以"/"开头，例如"/sem_test或/my_sem"    -> 存在于/dev/shm目录下
    oflag：O_CREAT  -> 如果不存在创建
           O_CREAT|O_EXCL  -> 不存在则创建  -> 存在就报错
    mode：八进制权限，例如： 0666
    value：有名信号量的起始值   --->   0
注意：如果oflag中有O_CREAT这个选项，则这个mode与value必须要填。
    如果有名信号量已经存在的了，但是你又写了O_CREAT，那么后面你填的mode和value就会被忽略。
返回值：成功：有名信号量的地址
        失败：SEM_FAILED   -> NULL / (sem_t *)-1
sem_t* sem = sem_open(SEM_NAME,O_CREAT,0777,0);
    if(sem == SEM_FAILED)
    {
        printf("sem_open fail\n");
     return -1;
    } 
 
2）有名信号量的P操作
P操作： 资源数-1操作    -> sem_wait()  -> man 3 s