Linux下多线程编程的互斥与同步-嵌入式

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本文将说明如何使用信号量实现线程之间的互斥与同步。互斥锁只有0，1两中状态，适合于线程对共享资源的独占访问，很多时候每个资源可以同时被有限的线程访问，此时互斥锁将无法满足；条件变量同步也同样存在这种问题。信号量实际是一种非负整型计数器，可以很好的控制线程之间资源访问，互斥锁能实现的功能，信号量同样可以。信号量控制资源共享主要是PV原语操作， PV原语是对整数计数器信号量sem的操作。一次 P操作使 sem减一，而一次 V操作使sem 加一。进程（或线程）根据信号量的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem 的值大于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相反，当信号量 sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直到信号量 sem的值大于等于 0 为止。Linux 实现了POSIX 的无名信号量，主要用于线程间的互斥同步。这里主要介绍几个常见函数。· sem_init用于创建一个信号量，并能初始化它的值。· sem_wait和sem_trywait相当于P操作，它们都能将信号量的值减一，两者的区别在 于若信号量小于零时，sem_wait将会阻塞进程，而 sem_trywait则会立即返回。· sem_post相当于V操作，它将信号量的值加一同时发出信号唤醒等待的进程。· sem_getvalue用于得到信号量的值。· sem_destroy用于删除信号量。所需头文件 ＃i nclude函数原型 int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value)sem：信号量pshared：决定信号量能否在几个进程间共享。由于目前Linux还没有实现进程间共享信号量，所以这个值只能够取0value：信号量初始化值函数返回值 成功：0 ，出错：-1所需头文件 ＃i nclude函数原型int sem_wait(sem_t *sem)int sem_trywait(sem_t *sem)int sem_post(sem_t *sem)int sem_getvalue(sem_t *sem)int sem_destroy(sem_t *sem)函数传入值 sem：信号量函数返回值 成功：0 ，出错：-1从上面函数来看，实现线程之间同步信号量比互斥锁使用起来相对容易一些，操作简单，容易理解，适用范围广。下面上一篇的问题用信号量来实现，线程使用部分没变，主要改变了对资源的控制方式：（代码本人亲自编译通过）view plaincopy to clipboardprint?01.＃i nclude02.＃i nclude03.＃i nclude04.＃i nclude05.＃i nclude06.＃i nclude07.08.int g_Flag = 0;09.sem_t sem_mutex; // 用于互斥10.sem_t sem_syn; // 用于同步11.12.void *thread1( void *arg );13.void *thread2( void *arg );14.int main()15.{16. pthread_t tid1, tid2;17. int rc1, rc2;18.19. sem_init( &sem_mutex, 0, 1 );20. sem_init( &sem_syn, 0, 0 );21. printf( " Inter main !n" );22.23. rc2 = pthread_create( &tid2, NULL, thread2, NULL );24. if( rc2 != 0 )25. printf( " %s, %d n", __func__, strerror( rc2 ) );26.27. rc1 = pthread_create( &tid1, NULL, thread1, &tid2 );28. if( rc1 != 0 )29. printf( " %s, %d n", __func__, strerror(rc1) );30. printf( " Leave main!nn" );31.32. sem_wait( &sem_syn ); // 同步等待，阻塞33. exit( 0 );34.}35.36.void *thread1( void *arg )37.{38. pthread_t *ptid = NULL;39. printf( " Enter thread1n" );40. printf( " thread1 id: %u, g_Flag: %d n", ( unsigned int )pthread_self(), g_Flag );41.42. if( sem_wait( &sem_mutex ) != 0)43. {44. perror(" pthread1 sem_mutexn");45. }46.47. if( g_Flag == 2 )48. sem_post( &sem_syn );49. g_Flag = 1;50.51. if( sem_post( &sem_mutex ) != 0)52. {53. perror( "pthread1 sem_postn" );54. }55. printf( " thread1 id: %u, g_Flag: %d n",( unsigned int )pthread_self(), g_Flag );56. printf( "Leave thread1 nn" );57.58. ptid = ( pthread_t *)arg;59. printf( " ptid = %u n", *ptid );60. pthread_join( *ptid, NULL );61. pthread_exit(0 );62.}63.64.void *thread2( void *arg )65.{66. printf( " Enter thread2 !n" );67. printf( " thread2 id: %u , g_Flag: %d n", ( unsigned int)pthread_self(), g_Flag );68.69. if( sem_wait( &sem_mutex ) != 0 )70. {71. perror( "thread2 sem_wait n" );72. }73.74. if( g_Flag == 1 )75. sem_post( &sem_syn );76.77. g_Flag = 2;78.79. if( sem_post( &sem_mutex ) != 0)80. {81. perror( " thread2 sem_postn" );82. }83. printf( " thread2 id: %u , g_Flag: %d n", ( unsigned int )pthread_self(), g_Flag );84. printf( "Leave thread2 nn" );85.86. pthread_exit(0);87.}