linux中信号量的运行实例,Linux信号量编程实例

最新推荐文章于 2025-05-21 23:36:33 发布

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#linux中信号量的运行实例

本文介绍了一个基于Linux信号量实现的可控队列示例，通过两个线程模拟入队和出队操作，展示了如何使用信号量进行同步控制，防止数据竞争。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

本例示范Linux信号量的基本用法。该范例使用了两个线程分别对一个公用队列进行入队和出队操作，并用信号量进行控制，当队列空时出队操作可以被阻塞，当队列满时入队操作可以被阻塞。

主要用到的信号量函数有：

sem_init：初始化信号量sem_t，初始化的时候可以指定信号量的初始值，以及是否可以在多进程间共享。

sem_wait：一直阻塞等待直到信号量>0。

sem_timedwait：阻塞等待若干时间直到信号量>0。

sem_post：使信号量加1。

sem_destroy：释放信号量。和sem_init对应。

关于各函数的具体参数请用man查看。如man sem_init可查看该函数的帮助。

下面看具体的代码：

//--------------------------msgdequeue.h开始-------------------------------------

//实现可控队列#ifndef MSGDEQUEUE_H

#defineMSGDEQUEUE_H#include"tmutex.h"#include#include#include#include#includeusingnamespacestd;

templateclassCMessageDequeue

{

public:

CMessageDequeue(size_t MaxSize) : m_MaxSize( MaxSize )

{

sem_init(&m_enques,0, m_MaxSize );//入队信号量初始化为MaxSize，最多可容纳MaxSize各元素sem_init(&m_deques,0,0);//队列刚开始为空，出队信号量初始为0}

~CMessageDequeue()

{

sem_destroy(&m_enques);

sem_destroy(&m_deques);

}

intsem_wait_i( sem_t*psem,intmswait )

{//等待信号量变成>0，mswait为等待时间，若mswait<0则无穷等待，否则等待若干mswait毫秒。if( mswait<0)

{

intrv=0;

while( ((rv=sem_wait(psem) )!=0)&&(errno==EINTR

) );//等待信号量，errno==EINTR屏蔽其他信号事件引起的等待中断returnrv;

}else{

timespec ts;

clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&ts );//获取当前时间ts.tv_sec+=(mswait/1000);//加上等待时间的秒数ts.tv_nsec+=( mswait%1000)*1000;//加上等待时间纳秒数intrv=0;

while( ((rv=sem_timedwait( psem,&ts ))!=0)&&(errno==EINTR) );//等待信号量，errno==EINTR屏蔽其他信号事件引起的等待中断returnrv;

}

}boolpush_back(constT&item,intmswait=-1)

{//等待mswait毫秒直到将item插入队列，mswait为-1则一直等待if(-1==sem_wait_i(&m_enques, mswait ))

{

returnfalse;

}

//AUTO_GUARD：定界加锁，见Linux多线程及临界区编程例解的tmutex.h文件定义。AUTO_GUARD( g, MUTEX_TYPE, m_lock );

try{

m_data.push_back( item );

cout<

sem_post(&m_deques );

returntrue;

}catch(...)

{

returnfalse;

} }

boolpop_front( T&item,boolbpop=true,intmswait=-1)

{//等待mswait毫秒直到从队列取出元素，mswait为-1则一直等待if(-1==sem_wait_i(&m_deques, mswait ) )

{

returnfalse;

}//AUTO_GUARD：定界加锁，见Linux多线程及临界区编程例解的tmutex.h文件定义。AUTO_GUARD( g, MUTEX_TYPE, m_lock );

try{

item=m_data.front();

if( bpop )

{

m_data.pop_front();

cout<

}

sem_post(&m_enques );

returntrue;

}catch(...)

{

returnfalse;

} } inline size_t size()

{

returnm_data.size();

}

private:

MUTEX_TYPE m_lock;

dequem_data;

size_t m_MaxSize;

sem_t m_enques;

sem_t m_deques;

};

#endif

//--------------------------msgdequeue.h结束-------------------------------------

//--------------------------test.cpp开始-------------------------------------

//主程序文件#include"msgdequeue.h"#include#includeusingnamespacestd;

CMessageDequeueqq(5);

void*get_thread(void*parg);

void*put_thread(void*parg);

void*get_thread(void*parg)

{

while(true)

{

inta=-1;

if(!qq.pop_front( a,true,1000) )

{

cout<

} }returnNULL;

}

void*put_thread(void*parg)

{

for(inti=1; i<=30; i++)

{

qq.push_back( i,-1);

}

returnNULL;

}

intmain()

{

pthread_t pget,pput;

pthread_create(&pget,NULL,get_thread,NULL);

pthread_create(&pput, NULL, put_thread,NULL);

pthread_join( pget,NULL );

pthread_join( pput,NULL );

return0;

}

//--------------------------test.cpp结束-------------------------------------

编译程序：g++ msgdequeue.h test.cpp -lpthread -lrt -o test

-lpthread链接pthread库。-ltr链接clock_gettime函数相关库。

编译后生成可执行文件test。输入./test执行程序。

线程get_thread每隔1000毫秒从队列取元素，线程put_thread将30个元素依次入队。两个线程模拟两条入队和出队的流水线。因我们在 CMessageDequeue qq(5)处定义了队列最多可容纳5个元素，入队线程每入队到队列元素满5个后需阻塞等待出队线程将队列元素出队才能继续。测试时可调整队列可容纳最大元素个数来观察运行效果。