信號量整理

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信號量 一、 1、信號量的數據類型為結構sem_t,它本質上是一個長整型的數。 2、例如: typedef struct { struct _pthread_fastlock __sem_lock; int __sem_value; _pthread_descr __sem_waiting; } s ...


信號量

一、

1、信號量的數據類型為結構sem_t,它本質上是一個長整型的數。

2、例如:

typedef   struct
{
    struct   _pthread_fastlock   __sem_lock;
    int   __sem_value;
    _pthread_descr   __sem_waiting;
}   sem_t;

3、sem_t分為有名和無名。有名的sem_t通過sem_open來創建用於進程通信;而無名的sem_t通過sem_init的初始化是基於記憶體的信號量

4、有名和無名的sem_t主要區別:

1)效率:有名sem_t是放在文件,無名的sem_t是放在記憶體。

2)限制:有名的sem_t可以用來同步多線程,任意多進程。而無名的sem_t可以用來同步多線程,以及Fork出來的進程間的同步。

(如果沒有放到共用記憶體,就算將pshared設置為1,也起不了作用。

3)pshared傳遞一個非零將會使函數調用失敗,屬於無名信號量。

二、

1、sem_init:用來初始化一個信號量。

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

1)sem_init函數是Posix信號量操作中的函數,作用是對由sem指定的信號量進行初始化。sem_init() 初始化一個定位在 sem 的匿名信號量。

2)sem為指向信號量結構的一個指針,指向信號量對象。

3)value 參數指定信號量(sem)的初始值。value給出了信號量的初始值。指定信號量值的大小。一般為0或者1。

4)pshared 參數指明信號量的類型,即信號量是由進程內線程共用,還是由進程之間共用。如果 pshared 的值為 0,只能為當前進程的所有線程共用,並且應該放置在這個進程的所有線程都可見的地址上(如全局變數,或者堆上動態分配的變數)。pshared不為0時,其它進程就能夠共用這個信號量。

5)sem_init()該函數調用成功返回0,失敗返回-1。 

2、補充:
pshared傳遞一個非零將會使函數調用失敗。 

2、sem_post:

1、int sem_post(sem_t *sem);用來增加信號量的值。

2、 sem_post函數的作用是給信號量的值加上一個“1”,它是一個“原子操作”即同時對同一個信號量做加“1”操作的兩個線程是不會衝突的,而同時對同一個文件進行讀、加和寫操作的兩個程式就有可能會引起衝突,信號量的值永遠會正確地加一個“2”--因為有兩個線程試圖改變它。當有線程阻塞在這個信號量上時,調用這個函數會使其中的一個線程不在阻塞,選擇機制同樣是由線程的調度策略決定的。釋放信號量,讓信號量的值加1。相當於V操作。 

3、sem_wait:

1、int sem_wait(sem_t * sem);被用來阻塞當前線程直到信號量sem的值大於0,解除阻塞後將sem的值減一,表明公共資源經使用後減少。等待信號量,如果信號量的值大於0,將信號量的值減1,立即返回。如果信號量的值為0,則線程阻塞。相當於P操作。成功返回0,失敗返回-1。

2、sem_wait函數也是一個原子操作,它的作用是從信號量的值減去一個“1”,但它永遠會先等待該信號量為一個非零值才開始做減法,即如果你對一個值為2的信號量調用sem_wait(),線程將會繼續執行,信號量的值將減到1。如果對一個值為0的信號量調用sem_wait(),這個函數就會原地等待直到有其它線程增加了這個值使它不再是0為止。如果有兩個線程都在sem_wait()中等待同一個信號量變成非零值,那麼當它被第三個線程增加 一個“1”時,等待線程中只有一個能夠對信號量做減法並繼續執行,另一個還將處於等待狀態。

例如:

sem_init(&svs.useFlag, 0, 1);       //初始化信號量,同一個進程中線程共用,並且賦值為1。

sem_wait(&svs.useFlag);         // 鎖定svs數據,以免在創建的新線程使用前被修改,信號量減一。

sem_post(&svs.useFlag);        //信號量加1。

sem_post(&svs->useFlag);        //信號量加1。
   4、sem_trywait 

1、sem_trywait ( sem_t *sem )是函數sem_wait()的非阻塞版本,它直接將信號量sem的值減一。

2、信號量這種“只用一個函數就能原子化地測試和設置”的能力下正是它的價值所在。還有另外一個信號量函數sem_trywait,它是sem_wait的非阻塞搭檔。
5、sem_destroy

1、sem_destroy(sem_t *sem)用來釋放信號量sem。其中sem是要銷毀的信號量。只有用sem_init初始化的信號量才能用sem_destroy銷毀。這個函數的作用是在我們用完信號量對它進行清理。下麵的定義:
   #include<semaphore.h>
   int sem_destroy (sem_t *sem);
    這個函數也使用一個信號量指針做參數,歸還自己占據的一切資源。在清理信號量的時候如果還有線程在等待它,用戶就會收到一個錯誤。與其它的函數一樣,這些函數在成功時都返回“0”。

 

信號量的使用如下步驟小結:
 1.聲明信號量sem_t sem1;
 2.初始化信號量sem_init(&sem1,0,1); /
 3.sem_post和sem_wait函數配合使用來達到線程同步
 4.釋放信號量int sem_destroy (sem_t *sem1);


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