C语言：线程同步之信号量（sem_init,sem_post,sem_wait）

转载：https://blog.csdn.net/houxiaoni01/article/details/103316566

一、什么是信号量

线程的信号量与进程间通信中使用的信号量的概念是一样，它是一种特殊的变量，它可以被增加或减少，但对其的关键访问被保证是原子操作。如果一个程序中有多个线程试图改变一个信号量的值，系统将保证所有的操作都将依次进行。

而只有0和1两种取值的信号量叫做二进制信号量，在这里将重点介绍。而信号量一般常用于保护一段代码，使其每次只被一个执行线程运行。我们可以使用二进制信号量来完成这个工作。

二、信号量的接口函数

信号量的函数都以sem_开头，线程中使用的基本信号量函数有4个，它们都声明在头文件semaphore.h中。

sem_init函数

该函数用于创建信号量，其原型如下

int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);

该函数初始化由sem指向的信号对象，设置它的共享选项，并给它一个初始的整数值。
pshared控制信号量的类型，如果其值为0，就表示这个信号量是当前进程的局部信号量，否则信号量就可以在多个进程之间共享，value为sem的初始值。调用成功时返回0，失败返回-1.

sem_wait函数

该函数用于以原子操作的方式将信号量的值减1。原子操作就是，如果两个线程企图同时给一个信号量加1或减1，它们之间不会互相干扰。它的原型如下：

int sem_wait(sem_t *sem);

等待信号量，如果信号量的值大于0，将信号量的值减1，立即返回。如果信号量的值为0，则线程阻塞。相当于P操作。成功返回0，失败返回-1。sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。

sem_post函数

该函数用于以原子操作的方式将信号量的值加1。它的原型如下：

int sem_post(sem_t *sem);

释放信号量，让信号量的值加1。相当于V操作。与sem_wait一样，sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。调用成功时返回0，失败返回-1.

sem_destroy函数

该函数用于对用完的信号量的清理。它的原型如下：

int sem_destroy(sem_t *sem);

成功时返回0，失败时返回-1.

三、信号量的函数使用

代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

  sem_t sem;

  void func1(void* arg)
  {
      sem_wait(&sem);
      int *running=arg;
      printf("thread running1\n");
      printf("%d\n",*running);
  }

  void func2(void* arg)
  {
      printf("pthread2 running\n");
      sem_post(&sem);
  }

  int main()
  {
      sem_init(&sem,0,0);
      pthread_t thread[2];
      int a=5;
      pthread_create(&(thread[0]),NULL,(void*)func1,(void*)&a);
      printf("main thread running\n");
      sleep(10);
      pthread_create(&(thread[1]),NULL,(void*)func2,(void*)&a);
      printf("main thread running2\n");
      pthread_join(thread[0],NULL);
      pthread_join(thread[1],NULL);
      sem_destroy(&sem);

      return 0;
  }

首先创建信号量，第二个参数为0，表示这个信号量是当前进程的局部信号量，初始值为0。

然后使用pthread_create()函数创建两个线程，传入参数a。

线程1创建完成后，由于信号量初始化value=0，调用sem_wait会阻塞这个线程，信号量的值将减少1（此时<0），这个线程函数就会等待。

主线程sleep(10)后，线程2创建并执行调用，sem_post用于使信号量的值增加1，此时线程1可以执行。

使用pthread_join等待所创建的两个线程的结束。

编译：

 gcc testSem.c -o testSem -lpthread
 ./testSem 

输出：

main thread running
main thread running2
pthread2 running
thread running1
5