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Linux 多线程编程(二)2019-08-10

明显专门用于线程同步的机制:POSIX信号量,互斥量和条件信号。

在Linux上信号量API有信号,一组是System V IPC信号量, 即PV操作,另外就是POSIX信号量,POSIX信号量的名称都是以sem_开头。

phshared参数指定信号量的类型,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,否则该信号量可以在多个进程之间***共享。value值指定信号量的初始值,一般与下面的sem_wait函数相对应。

其中比较重要 sem_wait函数会以原子操作的方式将信号量的值减一,如果信号量的值平衡,则sem_wait将停止,信号量的值可以在sem_init函数中的值初始化;sem_trywait函数是sem_wait的 这些阻塞非版本;sem_post函数将原子的操作对信号量加一,当信号量的值大于0时,其他正在调用sem_wait等待信号量的线程将被唤醒。

函数成功时 返回0,失败则返回-1并设置errno。

生产者消费者模型:

生产者响应一个信号量:sem_t生产者;

消费 者对应一个信号量:sem_t customer;

sem_init(& Producer,2)----生产者拥有资源,可以工作;

sem_init(&customer,0)--- -Consumer没有资源,阻塞;

在访问公***资源前对互斥量设置(加锁),确保同一时间只有一个线程访问数据,在访问完成后再释放(解锁) )互斥量。

互斥锁的运行方式:串行访问***共享资源;

信号量的运行方式:硬件访问***共享资源;< /p>

互斥量用pthread_mutex_t数据类型表示,在使用互斥量之前,必须使用pthread_mutex_init函数对其进行初始化,注意,使用完毕后需调用pthread_mutex_destroy。

pthread_mutex_init用于 初始化互斥锁,mutexattr用于指定互斥锁的属性,若为NULL,则表示默认属性。除了用该函数初始化互斥锁之外,还可以用如下方式初始化:pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。

pthread_mutex_destroy用于内部互斥,以释放占用的内核资源,推测一个已经加锁的互斥锁将导致不可预期的后果。

pthread_mutex_lock以原子操作给一个互斥锁 加锁。如果目标互斥锁已经被加锁,则pthread_mutex_lock则被阻塞,直到该互斥锁占有者就把它给解锁。

pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock类似,不过总是立即返回,而 不论被操作的互斥锁是否加锁,是pthread_mutex_lock的非阻塞版本。当目标互斥锁持续加锁时,pthread_mutex_trylock进行加锁操作;否则将返回EBUSY错误码。注意:这里讨论的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock 针对普通锁而言,对于其他类型的锁,这两个加锁函数会有不同的行为。

pthread_mutex_unlock以原子操作方式给予一个互斥锁进行解锁操作。

如果此时有其他线程正在等待此互斥锁,则这些线程中的一个将获得它。

三个打印机轮流打印:

输出结果:

如果说互斥锁是用于同步线程之间同步***共享数据的访问的话,那么条件变量就是用于在线程之间同步***共享数据的值。 变量提供了一种线程间通信的机制:当某个***数据共享达到某个值时,唤醒等待该***共享数据的线程。

条件变量会在条件不 满足的情况下阻塞线程。且条件标志和互斥量一起使用,允许线程以无竞争的方式等待特定的条件发生。

其中pthread_cond_broadcast函数以广播的形式唤醒所有等待目标条件标志 在线程中,pthread_cond_signal函数用于唤醒一个等待目标条件信号线程。但有时我们可能需要唤醒一个固定的线程,可以通过间接的方法实现:定义一个能够唯一目标线程的全局信号,在唤醒等待条件信号 的线程之前先设置该指标为目标线程,然后采用广播的方式所有等待的线程,这些线程被唤醒后都检查该指标以确定是否是自己。

采用条件指标+互斥 锁实现生产者消费者模型:

运行结果:

支持队列+生产者消费者

运行结果:

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