Liunx高级系统设计9-线程间同步与互斥
同步与互斥的概念
互斥：同一时间，只能有一个任务（进程或线程）执行，谁先执行不确定。
同步：同一时间，只能有一个任务（进程或线程）执行，有顺序的执行。
同步 是特殊的互斥。
锁（互斥锁）
作用：又名互斥锁,让多个线程时,保证同时只能有一个线程执行任务
用于线程的互斥。
互斥锁是一种简单的加锁的方法来控制对共享资源的访问。
互斥锁只有两种状态 , 即加锁 ( lock ) 和解锁（ unlock ）。
操作原理：
1）在访问共享资源后临界区域前，对互斥锁进行加锁。
2）在访问完成后释放互斥锁导上的锁。
3）对互斥锁进行加锁后，任何其他试图再次对互斥锁加锁的线程将会被阻塞，直到锁被释放。
注意 : 多个线程互斥锁要是同一个
互斥锁的数据类型是 :pthread_mutex_t
初始化
所需头文件
#include
函数
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex,
const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
参数：
mutex：互斥锁地址。类型是 pthread_mutex_t 。
attr：设置互斥量的属性，通常可采用默认属性，即可将 attr 设为 NULL 。
可以使用宏 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 静态初始化互斥锁 , 比如：
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
这种方法等价于使用 NULL 指定的 attr 参数调用 pthread_mutex_init() 来 完成动态初始化，不同之处在于 PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER 宏不进行错误检查。
返回值：
成功：0 ，成功申请的锁默认是打开的。
失败：非 0 错误
#include
#include
#include
int main(int argc, char const *argv[])
{
//动态获取互斥锁,推荐
pthread_mutex_t lock;
pthread_mutex_init(&lock,NULL);
//静态获取互斥锁,声明与赋值必须同时进程
pthread_mutex_t lock02 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_destroy(&lock);
pthread_mutex_destroy(&lock02);
return 0;
} 销毁
作用 : 销毁互斥锁 , 互斥锁在使用完毕后，必须要对互斥锁进行销毁，以释放资源。
所需头文件
#include
函数
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
参数：
mutex：互斥锁地址。
返回值 :
成功：0
失败：非 0 错误码
#include
#include
#include
int main(int argc, char const *argv[])
{
//动态获取互斥锁,推荐
pthread_mutex_t lock;
pthread_mutex_init(&lock,NULL);
//静态获取互斥锁
pthread_mutex_t lock02 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_destroy(&lock);
pthread_mutex_destroy(&lock02);
return 0;
} 上锁
作用 : 对互斥锁上锁，若互斥锁已经上锁，则调用者阻塞，直到互斥锁解锁后再上锁。
所需头文件
#include
函数
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
参数：
mutex：互斥锁地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
解锁
作用 : 对指定的互斥锁解锁。
所需头文件
#include
函数
i nt pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
参数：
mutex：互斥锁地址。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
死锁
概念 : 多个线程互相持有对方所需的锁资源
结果 : 程序无法向下运行 , 所以不会结束 , 但又不能执行代码
总结 : 避免死锁
#include
#include
#include
#include
pthread_mutex_t lockA,lockB;
void *testA(void *argv)
{
pthread_mutex_lock(&lockA);
printf("线程%ld进入锁A中\n",pthread_self());
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&lockB);
printf("线程%ld进入锁B中\n",pthread_self());
sleep(1);
pthread_mutex_unlock(&lockA);
pthread_mutex_unlock(&lockB);
return NULL;
}
void *testB(void *argv)
{
pthread_mutex_lock(&lockB);
printf("线程%ld进入锁B中\n",pthread_self());
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&lockA);
printf("线程%ld进入锁A中\n",pthread_self());
sleep(1);
pthread_mutex_unlock(&lockA);
pthread_mutex_unlock(&lockB);
return NULL;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
pthread_mutex_init(&lockA,NULL);
pthread_mutex_init(&lockB,NULL);
pthread_t t1,t2;
pthread_create(&t1,NULL,testA,NULL);
pthread_create(&t2,NULL,testB,NULL);
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
pthread_mutex_destroy(&lockB);
pthread_mutex_destroy(&lockA);
printf("主线程OVER\n");
return 0;
} 读写锁
一个特殊的锁
含有读写两种互斥锁
其中读读不互斥, 读写互斥 , 写写互斥
在使用多个线程对同一个数据进行读写时建议使用
读写锁的数据类型是： pthread_rwlock_t
经验 :
如果只有两个线程, 一个读 , 一个写 , 此时没必要使用读写锁 , 普通的互斥锁也是可以 的
初始化
作用：用来初始化 rwlock 所指向的读写锁。
所需头文件
#include
函数
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock,
const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
参数：
rwlock：指向要初始化的读写锁指针。
attr：读写锁的属性指针。如果 attr 为 NULL 则会使用默认的属性初始化读写 锁，否则使用指定的 attr 初始化读写锁。
可以使用宏PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER 静态初始化互斥锁 , 比如：
pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
返回值：
成功：0 ，读写锁的状态将成为已初始化和已解锁。
失败：非 0 错误码
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char const *argv[])
{
//动态初始化,推荐
pthread_rwlock_t rwlock01;
pthread_rwlock_init(&rwlock01,NULL);
//静态初始化,不建议使用,声明与复制必须同时进行
pthread_rwlock_t rwlock02 = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
return 0;
}
//注意:vscode编写时不会提示,需要手动编写 销毁
作用：用于销毁一个读写锁，并释放所有相关联的资源（所谓的所有指的是pthread_rwlock_init() 自动申请的资源）
所需头文件
#include
函数
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数：
rwlock：读写锁指针。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char const *argv[])
{
//动态初始化,推荐
pthread_rwlock_t rwlock01;
pthread_rwlock_init(&rwlock01,NULL);
//静态初始化,不建议使用,声明与复制必须同时进行
pthread_rwlock_t rwlock02 = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
pthread_rwlock_destroy(&rwlock01);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock02);
return 0;
} 申请读锁
以阻塞方式在读写锁上获取读锁（读锁定）。
如果没有写者持有该锁，并且没有写者阻塞在该锁上，则调用线程会获取读锁。
如果调用线程未获取读锁，则它将阻塞直到它获取了该锁。一个线程可以在一个读写锁上多次执行读锁定。
线程可以成功调用 pthread_rwlock_rdlock() 函数 n 次，但是之后该线程必须调用
pthread_rwlock_unlock() 函数 n 次才能解除锁定。
所需头文件
#include
函数
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数：
rwlock：读写锁指针。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数：
rwlock：读写锁指针。
用于尝试以非阻塞的方式来在读写锁上获取读锁。
如果有任何的写者持有该锁或有写者阻塞在该读写锁上，则立即失败返回。
申请写锁
在读写锁上获取写锁（写锁定）。
如果没有写者持有该锁，并且没有写者读者持有该锁，则调用线程会获取写锁。
如果调用线程未获取写锁，则它将阻塞直到它获取了该锁。
所需头文件
#include
函数
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数：
rwlock：读写锁指针。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
用于尝试以非阻塞的方式来在读写锁上获取写锁。
如果有任何的读者或写者持有该锁，则立即失败返回。
释放读写锁
作用：无论是读锁或写锁，都可以通过此函数解锁
所需头文件
#include
函数
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
参数：
rwlock：读写锁指针。
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
pthread_rwlock_t rwlock;
//多线程公共读写数据
int num = 0;
void *writeNum(void *x)
{
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
sleep(2);
num = rand()%100;
printf("线程%ld写入后num=%d\n",pthread_self(),num);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
return NULL;
}
void *readNum(void *argv)
{
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
sleep(2);
printf("线程%ld读取到的num=%d\n",pthread_self(),num);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
return NULL;
}
void closeThread(pthread_t ps[],int len)
{
int i;
for (i = 0; i < len; i++)
{
pthread_t t = ps[i];
pthread_join(t,NULL);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//初始化读写锁
pthread_rwlock_init(&rwlock,NULL);
//设置随机数种子
srand(time(NULL));
//声明3个线程写
pthread_t tw[3];
for(int i = 10; i < 13; i++)
{
pthread_create(&tw[i-10],NULL,writeNum,NULL);
}
//声明10个线程读
pthread_t tr[10];
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
pthread_create(&tr[i],NULL,readNum,NULL);
}
int wlen = sizeof(tw)/sizeof(pthread_t);
closeThread(tw,wlen);
int rlen = sizeof(tw)/sizeof(pthread_t);
closeThread(tr,rlen);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);
return 0;
} 条件变量
与互斥锁不同，条件变量是用来等待而不是用来上锁的，条件变量本身不是锁！
条件变量用来自动阻塞一个线程，直到某特殊情况发生为止。通常条件变量和互斥锁同时使用。
条件变量的两个动作：
条件不满足, 阻塞线程
当条件满足, 通知阻塞的线程开始工作
条件变量的类型 : pthread_cond_t 。
初始化
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond,
const pthread_condattr_t *restrict attr);
参数：
cond：指向要初始化的条件变量指针。
attr：条件变量属性，通常为默认值，传 NULL 即可
也可以使用静态初始化的方法，初始化条件变量：
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误号
释放
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
参数：
cond：指向要初始化的条件变量指针
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误
等待条件满足
阻塞等待一个条件变量
a) 阻塞等待条件变量 cond （参 1 ）满足
b) 释放已掌握的互斥锁（解锁互斥量）相当于 pthread_mutex_unlock(&mutex);
a) b) 两步为一个原子操作。( 原子操作即中间不能插入其他操作 )
c) 当被唤醒， pthread_cond_wait 函数返回时， 解除阻塞并重新申请获取互斥锁pthread_mutex_lock(&mutex);
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict
cond,pthread_mutex_t *restrict mutex);
参数：
cond：指向要初始化的条件变量指针
mutex：互斥锁
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误号
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *restrict cond,
pthread_mutex_t *restrict mutex,
const struct timespec *restrict abstime);
功能：
限时等待一个条件变量
参数：
cond：指向要初始化的条件变量指针
mutex：互斥锁
abstime：绝对时间
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误号
唤醒等待
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能：
唤醒至少一个阻塞在条件变量上的线程
参数
cond:指向要初始化的条件变量指
返回值
成功：0
失败：非 0 错误号
所需头文件
#include
函数
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
功能：
唤醒全部阻塞在条件变量上的线程
参数：
cond:指向要初始化的条件变量指针
返回值：
成功：0
失败：非 0 错误号
案例1:条件变量基本演示
#include
#include
#include
//声明互斥锁
pthread_mutex_t lock;
//声明条件变量
pthread_cond_t cond;
void *test01()
{
pthread_mutex_lock(&lock);
printf("线程%ld陷入休眠\n",pthread_self());
pthread_cond_wait(&cond,&lock);
printf("线程%ld被唤醒\n",pthread_self());
pthread_mutex_unlock(&lock);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//声明线程
pthread_t t01,t02;
//初始化互斥锁
pthread_mutex_init(&lock,NULL);
//初始化条件变量
pthread_cond_init(&cond,NULL);
//创建线程
pthread_create(&t01,NULL,test01,NULL);
pthread_create(&t02,NULL,test01,NULL);
sleep(5);
//随机唤醒一个
//pthread_cond_signal(&cond);
//唤醒所有
pthread_cond_broadcast(&cond);
//销毁显示
pthread_join(t01,NULL);
pthread_join(t02,NULL);
//释放互斥锁
pthread_mutex_destroy(&lock);
//释放条件变量
pthread_cond_destroy(&cond);
return 0;
} 案例2:生产者与消费者模式
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//声明互斥锁
pthread_mutex_t lock;
//声明条件变量
pthread_cond_t cond;
//声明记录库存数量的变量
int num = 0;
//声明生产的方法
void *produce(void *argv);
//声明销售的方法
void *sale(void *argv);
//声明释放线程的方法
void closeThread(pthread_t ts[],int len)
{
for(int i = 0; i < len; i++)
{
pthread_join(ts[i],NULL);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
srand(time(NULL));
//初始化互斥锁
pthread_mutex_init(&lock,NULL);
//初始化条件变量
pthread_cond_init(&cond,NULL);
//声明生产者线程组
pthread_t ps[3];
//声明销售者线程组
pthread_t ss[5];
//创建线程并执行
int i;
for(i = 0; i < 3; i++)
{
pthread_create(&ps[i],NULL,produce,NULL);
}
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
pthread_create(&ps[i],NULL,sale,NULL);
}
//释放生产者线程
int plen = sizeof(ps)/sizeof(pthread_t);
closeThread(ps,plen);
//释放消费者线程
int slen = sizeof(ss)/sizeof(pthread_t);
closeThread(ss,slen);
//释放互斥锁
pthread_mutex_destroy(&lock);
//释放条件变量
pthread_cond_destroy(&cond);
return 0;
}
void *produce(void *argv)
{
while(1){
pthread_mutex_lock(&lock);
while(num >= 10)
{
printf("库存已满,线程%ld停止生产\n",pthread_self());
pthread_cond_wait(&cond,&lock);
}
num++;
printf("线程%ld生产了一个商品,当前库存数量为:%d\n",pthread_self(),num);
pthread_cond_broadcast(&cond);
pthread_mutex_unlock(&lock);
sleep(1);
}
return NULL;
}
void *sale(void *argv)
{
while(1)
{
pthread_mutex_lock(&lock);
while(num <= 0)
{
printf("库存为0,线程%ld停止销售\n",pthread_self());
pthread_cond_wait(&cond,&lock);
}
num--;
printf("线程%ld销售了一个商品,当前库存数量为:%d\n",pthread_self(),num);
pthread_cond_broadcast(&cond);
pthread_mutex_unlock(&lock);
int t = rand()%5;
sleep(t);
}
} 信号量
信号量广泛用于进程或线程间的同步和互斥, 信号量本质上是一个非负的整数计数器 , 它 被用来控制对公共资源的访问
当信号量值大于0 时，则可以访问 , 否则将阻塞 .
PV 原语是对信号量的操作 , 一次 P 操作使信号量减１，一次 V 操作使信号量加 1.
信号量数据类型为： sem_t
初始化信号量
所需头文件
#include
函数
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
功能：
创建一个信号量并初始化它的值。一个无名信号量在被使用前必须先初始化。
参数：
sem：信号量的地址
pshared：等于 0 ，信号量在线程间共享（常用）；不等于 0 ，信号量在进程间共 享。
value：信号量的初始值
返回值：
成功：0
失败： - 1
p操作-信号量-1
所需头文件
#include
函数
int sem_wait(sem_t *sem);
功能 :
将信号量减一, 如果信号量的值为 0 则阻塞 , 大于 0 可以减一
参数 :
信号量的地址
返回值 :
成功返回 0
失败返回 -1
所需头文件
#include
函数
int sem_trywait(sem_t *sem);
功能 :
尝试将信号量减一, 如果信号量的值为 0 不阻塞 , 立即返回 , 大于 0 可以减一
参数 :
信号量的地址
返回值 :
成功返回 0
失败返回 -1
v操作-信号量+1
所需头文件
#include
函数
int sem_post(sem_t *sem);
功能 :
将信号量加一
参数 :
信号量的地址
返回值 :
成功返回 0
失败返回-1
销毁信号量
所需头文件
#include
函数
int sem_destroy(sem_t *sem);
功能 :
销毁信号量
参数 :
信号量的地址
返回值 :
成功返回 0
失败返回 -1
线程间
信号量完成互斥
不管有多少个任务，只要是互斥，只要一个信号量，并且初始化1.
当任务x 开始时 , 让信号量进行 p 操作 , 此时信号量为 0, 其他任务此时就会被阻塞 , 当任务 x 结束时让任务, 让信号量 v 操作 , 这样别的任务就可以执行了
#include
#include
#include
#include
sem_t sem;
void *printstr(void *argv)
{
sem_wait(&sem);
char * str = (char *)argv;
int i = 0;
while(str[i] != '\0')
{
printf("%c\n",str[i]);
i++;
sleep(1);
}
sem_post(&sem);
return NULL;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//初始化信号量,0表示线程 1初始值
sem_init(&sem,0,1);
pthread_t t01,t02,t03;
pthread_create(&t01,NULL,printstr,"HELLO");
pthread_create(&t02,NULL,printstr,"c++");
pthread_create(&t03,NULL,printstr,"Java");
pthread_join(t01,NULL);
pthread_join(t02,NULL);
pthread_join(t03,NULL);
//释放信号量
sem_destroy(&sem);
return 0;
} 信号量完成同步
有几个任务就需要有几个信号量，先执行为任务的信号初始化为1 ，其他信号量初始化为0 ，
所有任务P(-1) 自己的信号， V(+1) 下一个任务的信号量。
#include
#include
#include
#include
sem_t s01,s02,s03;
void *print01(void *argv)
{
sem_wait(&s01);
printf("线程1输入\n");
sem_post(&s02);
return NULL;
}
void *print02(void *argv)
{
sem_wait(&s02);
printf("线程2输入\n");
sem_post(&s03);
return NULL;
}
void *print03(void *argv)
{
sem_wait(&s03);
printf("线程3输入\n");
sem_post(&s01);
return NULL;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
sem_init(&s01,0,1);
sem_init(&s02,0,0);
sem_init(&s03,0,0);
pthread_t t01,t02,t03;
pthread_create(&t01,NULL,print01,NULL);
pthread_create(&t02,NULL,print02,NULL);
pthread_create(&t03,NULL,print03,NULL);
pthread_join(t01,NULL);
pthread_join(t02,NULL);
pthread_join(t03,NULL);
sem_destroy(&s01);
sem_destroy(&s02);
sem_destroy(&s03);
return 0;
} 进程间
无名信号量
无名信号量用于 有血缘关系进程间的同步互斥。
mmap 创建无名信号量 ( 也可以通过别的方式 ) ：
#include
#include
//MAP_ANONYMOUS匿名映射( 映射没有任何文件支持；其内容被初始化为零。 ) -1 不需要文件描述符
sem_t *sem = mmap(NULL,sizeof(sem_t), PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
有血缘进程的互斥 : 案例 1
#include
#include
#include //信号量
#include //mmap
#include //wait
void print_string(void *str)
{
char *p = (char *)str;
int i = 0;
while (p[i] != '\0')
{
printf("%c", p[i++]);
fflush(stdout);
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建无名信号量
// MAP_ANONYMOUS匿名映射 -1不需要文件描述符
sem_t *sem = mmap(NULL, sizeof(sem_t), PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
//初始化信号量 1表示作用于进程 1初始值
sem_init(sem, 1, 1);
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) //子进程
{
// p 操作
sem_wait(sem);
print_string("ni hao");
// V 操作
sem_post(sem);
_exit(-1);
}
else if (pid > 0) //父进程
{
// p 操作
sem_wait(sem);
print_string("hello world");
// V 操作
sem_post(sem);
wait(NULL);
}
//销毁信号量
sem_destroy(sem);
return 0;
} 有血缘进程间互斥 : 案例 2
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
void printStr(char *str)
{
int i = 0;
while(str[i] != '\0')
{
printf("%c\n",str[i]);
fflush(stdout);
i++;
sleep(1);
}
printf("\n");
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//通过mmap(磁盘映射)创建有缘信号量
sem_t *sem = (sem_t *)mmap(NULL,//映射区域地址,给NULL内核会自己选择合适的区域
sizeof(sem_t),//映射区域大学
PROT_READ | PROT_WRITE,//权限:可读,可写
MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS,//标志位:共享的 | 映射没有任何文件支持；其内容被初始化为零
-1,//文件标识符,当标志位有MAP_ANONYMOUS,文件标识符必须为-1
0);//偏移量
//初始化信号量
//1参:要初始化的信号量指针
//2参:0线程间共享,非0进程间共享
//3参:信号量初始值
sem_init(sem,1,1);
int i = 0;
for (i = 0; i < 2; i++)
{
pid_t pid = fork();
if (pid == 0)
{
printf("进程%d被创建了\n",getpid());
break;
}
}
if (i == 0)
{
//子进程1
//p操作,信号量-1
sem_wait(sem);
printStr("hello");
sem_post(sem);
_exit(-1);
}
else if(i == 1)
{
//子进程2
sem_wait(sem);
printStr("c++");
sem_post(sem);
_exit(-1);
}
else if(i == 2)
{
//父进程
while (1)
{
//-1,等待任意子进程结束回收,
//WNOHANG:不阻塞
//返回值:被回收的子进程id
pid_t pid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
if (pid > 1)
{
printf("进程%d,被回收了\n",pid);
}
else if (pid == 0)
{
//当pid为0说明当前并没有回收到子进程,还有子进程在运行
continue;
}
else if(pid < 0)
{
//当pid小于0说明当前父进程中已经没有子进程了
break;
}
}
//销毁信号量
sem_destroy(sem);
}
getchar();
return 0;
} 有血缘进程间同步
#include
#include
#include //信号量
#include //mmap
#include //wait
void print_string(void *str)
{
char *p = (char *)str;
int i = 0;
while (p[i] != '\0')
{
printf("%c", p[i++]);
fflush(stdout);
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建无名信号量
// MAP_ANONYMOUS匿名映射 -1不需要文件描述符
sem_t *sem1 = (sem_t *)mmap(NULL, sizeof(sem_t), PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
sem_t *sem2 = (sem_t *)mmap(NULL, sizeof(sem_t), PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
//初始化信号量 1表示作用于进程 1初始值
sem_init(sem1, 1, 1);
sem_init(sem2, 1, 0);
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) //子进程
{
// p 操作
sem_wait(sem1);
print_string("ni hao");
// V 操作
sem_post(sem2);
_exit(-1);
}
else if (pid > 0) //父进程
{
// p 操作
sem_wait(sem2);
print_string("hello world");
// V 操作
sem_post(sem1);
wait(NULL);
}
//销毁信号量
sem_destroy(sem1);
sem_destroy(sem2);
return 0;
} 有名信号量
有名信号量用于无血缘关系进程间的同步互斥。
所需头文件
#include /* For O_* constants */
#include /* For mode constants */
#include
函数
//信号量存在
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);
//信号量不存在
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag,mode_t mode, unsigned int value);
Link with -pthread.
功能：创建一个有名信号量。
参数：
name:信号量的标识符 , 建议以 / 开始 ( 存储在 /dev/shm 目录下 )
oflag:和 open 函数的 flag 一致
mode:磁盘权限 0666
value:信号量的初始值
返回值：
成功就是信号量的地址
失败为NULL
#include
int sem_close(sem_t *sem);
Link with -pthread
功能: 关闭信号量
参数 :
信号量地址
#include
int unlink(const char *pathname);
功能: 删除文件
参数 :
文件地址
返回值 :
成功返回 0
失败返回-1
无血缘进程互斥
//18_codeA.c
#include
#include
#include
#include
#include
void printStr(char *str)
{
int i = 0;
while(str[i] != '\0')
{
printf("%c\n",str[i]);
i++;
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
sem_t *sem = sem_open("sem",O_RDWR | O_CREAT,0666,1);
sem_wait(sem);
printStr("hello 123");
sem_post(sem);
sem_close(sem);
sem_destroy(sem);
return 0;
} //18_codeB.c
#include
#include
#include
#include
#include
void printStr(char *str)
{
int i = 0;
while(str[i] != '\0')
{
printf("%c\n",str[i]);
i++;
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
sem_t *sem = sem_open("sem",O_RDWR | O_CREAT,0666,1);
sem_wait(sem);
printStr("Hi C++");
sem_post(sem);
sem_close(sem);
sem_destroy(sem);
return 0;
} 有血缘进程同步
//19_codeA.c
#include /* For O_* constants */
#include /* For mode constants */
#include
#include
#include
void print_string(void *str)
{
char *p = (char *)str;
int i = 0;
while (p[i] != '\0')
{
printf("%c", p[i++]);
fflush(stdout);
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建一个有名信号量
sem_t *sem1 = sem_open("sem1", O_RDWR | O_CREAT, 0666, 1);
sem_t *sem2 = sem_open("sem2", O_RDWR | O_CREAT, 0666, 0);
// P 操作
sem_wait(sem1);
print_string("nihao xian");
// V 操作
sem_post(sem2);
//关闭信号量
sem_close(sem1);
sem_close(sem2);
//销毁信号
sem_destroy(sem1);
sem_destroy(sem2);
return 0;
} //19_codeB.c
#include /* For O_* constants */
#include /* For mode constants */
#include
#include
#include
void print_string(void *str)
{
char *p = (char *)str;
int i = 0;
while (p[i] != '\0')
{
printf("%c", p[i++]);
fflush(stdout);
sleep(1);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
//创建一个有名信号量
sem_t *sem1 = sem_open("sem1", O_RDWR | O_CREAT, 0666, 1);
sem_t *sem2 = sem_open("sem2", O_RDWR | O_CREAT, 0666, 0);
// P 操作
sem_wait(sem2);
print_string("hello world");
// V 操作
sem_post(sem1);
//关闭信号量
sem_close(sem1);
sem_close(sem2);
//销毁信号
sem_destroy(sem1);
sem_destroy(sem2);
return 0;
}