linux操作系统之信号量、互斥量在进程间的同步、文件锁

（1）信号量：进化版的互斥量

         多个线程间对某个对象的部分数据进行共享，使用互斥锁是没有办法实现的，只能将整个数据对象锁住。这样虽然达到了多线程操作数据共享的目的，却导致线程并发性下降。

         信号量：相对折中的一个处理方式，既能保证同步，数据不混乱，又能提高线程开发。

（2）信号量相关函数

          sem_t类型，用来定义信号量。虽然是结构体，使用的时候可以当做整数看待（类似文件描述符）。

           规定信号量不能小于0,信号量的初值，决定了占用信号量的线程的个数。

          头文件在

           1）初始化一个信号量：sem_init

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

                          参数1：信号量

                         参数2：取0表示线程间共享，取1表示进程间

                         参数3;信号量初值

           2）销毁一个信号量：sem_destroy

                   int sem_destroy(sem_t *sem);

          3)给信号量加锁：sem_wait(信号量初值--）

                   int sem_wait(sem_t *sem);

          4)给信号量解锁：sem_post（信号量初值++）

                   int sem_post(sem_t *sem);

          5)尝试对信号量加锁：sem_trywait

                   int sem_trywait(sem_t *sem);

          6)限时尝试给信号量加锁：sem_timedwait

                   int sem_timedwait(sem_t *sem,const struct timespec*abs_timeout);

(3）进程间同步

             进程间也可以通过互斥锁来达到同步，但必须在pthread_mutex_init初始胡之前，修改其属性为进程间共享。

              pthread_mutexattr_t mattr类型，用来定义mutex锁的属性，修改mutex锁属性函数。

                   1）初始化一个mutex属性对象：pthread_mutexattr_init

                                 int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);

                   2)销毁一个mutex属性对象:pthread_mutexattr_destroy

                                   int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr); 

                   3)修改mutex属性

                                  int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr , int pshared); 

                            参数2:取值：

                                           线程锁：PTHREAD_PROCESS_PRIVATE(mutex默认属性，进程间私有）；

                                           进程锁：PTHREAD_PROCESS_SHARED

(4)使用进程锁完成同步

                

                             

(5)文件锁

                借助fcntl来实现锁机制。操作文件的进程没有获得锁时 ，可以打开，但无法执行read/write操作

                         fcntl函数：获取和修改文件访问控制属性

                 int fcntl(int fd,int cmd,.../*arg*/);

                          参数2：F_SETLK:设置文件锁(trylock)           

                                        F_SETLKW 设置文件锁（wait）

                                        F_GETLK 获取文件锁

                         参数3：

                                    struct flock{

                                                   ..... 

                                                    short l_type;//锁的类型：F_RDLCK,F_WRLCK,F_UNLCK(解锁）；

                                                    short l_whence;//偏移位置，SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END

                                                    off_t l_start;//起始偏移量

                                                    off_t l_len;  //加锁数据的长度，len=0，对整个文件加锁

                                                    pid_t l_pid;//持有该锁的进程ID：（F_GETLK only）

                                                  ...

                                       };

（6）进程间文件锁

     

（7）多线程中，能否使用文件锁？

                   多线程之间共享文件描述符，而给文件加锁，是通过修改文件描述符所指向的文件结构体中的成员变量来实现的。因此线程之间无法使用文件锁。