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2012年(2)

2011年(58)

分类: LINUX

2011-03-15 14:44:15

信号量的数据类型为结构sem_t,它本质上是一个长整型的数。函数sem_init()用来初始化一个信号量。它的原型为:  
  1. extern int sem_init __P ((sem_t *__sem, int __pshared, unsigned int __value)); 

  sem为指向信号量结构的一个指针;pshared不为0时此信号量在进程间共享,否则只能为当前进程的所有线程共享;value给出了信号量的初始值。

函数sem_post( sem_t *sem )用来增加信号量的值。当有线程阻塞在这个信号量上时,调用这个函数会使其中的一个线程不在阻塞,选择机制同样是由线程的调度策略决定的。  

函数sem_wait( sem_t *sem )被用来阻塞当前线程直到信号量sem的值大于0,解除阻塞后将sem的值减一,表明公共资源经使用后减少。函数sem_trywait ( sem_t *sem )是函数sem_wait()的非阻塞版本,它直接将信号量sem的值减一。  

函数sem_destroy(sem_t *sem)用来释放信号量sem。 

信号量用sem_init函数创建的,下面是它的说明:

  1. #include<semaphore.h>
  2. int sem_init (sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
这个函数的作用是对由sem指定的信号量进行初始化,设置好它的共享选项,并指定一个整数类型的初始值。pshared参数控制着信号量的类型。如果 pshared的值是0,就表示它是当前里程的局部信号量;否则,其它进程就能够共享这个信号量。我们现在只对不让进程共享的信号量感兴趣。 (这个参数受版本影响), pshared传递一个非零将会使函数调用失败。
这两个函数控制着信号量的值,它们的定义如下所示:  
  1. #include <semaphore.h>
  2. int sem_wait(sem_t * sem);
  3. int sem_post(sem_t * sem);
这两个函数都要用一个由sem_init调用初始化的信号量对象的指针做参数。

sem_post函数的作用是给信号量的值加上一个“1”,它是一个“原子操作”---即同时对同一个信号量做加“1”操作的两个线程是不会冲突的;而同时对同一个文件进行读、加和写操作的两个程序就有可能会引起冲突。信号量的值永远会正确地加一个“2”--因为有两个线程试图改变它。
sem_wait函数也是一个原子操作,它的作用是从信号量的值减去一个“1”,但它永远会先等待该信号量为一个非零值才开始做减法。也就是说,如果你对一个值为2的信号量调用sem_wait(),线程将会继续执行,介信号量的值将减到1。如果对一个值为0的信号量调用sem_wait(),这个函数就会地等待直到有其它线程增加了这个值使它不再是0为止。如果有两个线程都在sem_wait()中等待同一个信号量变成非零值,那么当它被第三个线程增加一个“1”时,等待线程中只有一个能够对信号量做减法并继续执行,另一个还将处于等待状态。
信号量这种“只用一个函数就能原子化地测试和设置”的能力下正是它的价值所在。还有另外一个信号量函数sem_trywait,它是sem_wait的非阻塞搭档。
最后一个信号量函数是sem_destroy。这个函数的作用是在我们用完信号量对它进行清理。下面的定义:

  1. #include<semaphore.h>
  2. int sem_destroy (sem_t *sem);
这个函数也使用一个信号量指针做参数,归还自己战胜的一切资源。在清理信号量的时候如果还有线程在等待它,用户就会收到一个错误。与其它的函数一样,这些函数在成功时都返回“0”。下面就是对以上知识的一个应用例子。

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <unistd.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <pthread.h>
  6. #include <semaphore.h>

  7. sem_t bin_sem;
  8. void *thread_function1(void *arg)
  9. {
  10.     printf("thread_function1--------------sem_wait\n");
  11.     sem_wait(&bin_sem);
  12.     printf("sem_wait\n");
  13.     while (1)
  14.     {
  15.     }
  16. }

  17. void *thread_function2(void *arg)
  18. {
  19.     printf("thread_function2--------------sem_post\n");
  20.     sem_post(&bin_sem);
  21.     printf("sem_post\n");
  22.     while (1)
  23.     {
  24.     }
  25. }

  26. int main()
  27. {
  28.     int res;
  29.     pthread_t a_thread;
  30.     void *thread_result;
  31.     
  32.     res = sem_init(&bin_sem, 0, 0);
  33.     if (res != 0)
  34.     {
  35.         perror("Semaphore initialization failed");
  36.     }
  37.     printf("sem_init\n");
  38.     res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function1, NULL);
  39.     if (res != 0)
  40.     {
  41.         perror("Thread creation failure");
  42.     }
  43.     printf("thread_function1\n");
  44.     sleep (5);
  45.     printf("sleep\n");
  46.     res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function2, NULL);
  47.     if (res != 0)
  48.     {
  49.         perror("Thread creation failure");
  50.     }
  51.     while (1)
  52.     {
  53.     }
  54. }

编译程序:gcc -o sem sem.c -lpthread之后运行sem程序如下效果:

  1. [skywalker@localhost sem]$ ./sem
  2. sem_init
  3. thread_function1
  4. thread_function1--------------sem_wait
  5. sleep
  6. thread_function2--------------sem_post
  7. sem_wait
  8. sem_post


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