c语言_多线程入门_信号量Semaphore

2023-05-16

也属于线程同步的一种方式

信号量 Semaphore

定义：

有时被称为信号灯，是在多线程环境下使用的一种设施，是可以用来保证两个或多个关键代码段不被并发调用。

目的：

类似计数器，常用在多线程同步任务上，信号量可以在当前线程某个任务完成后，通知别的线程，再进行别的任务。

函数使用

库
首先需要 include <semaphore.h> 这个库，没啥好说的，除非你自己实现内部函数。和互斥锁一样也是四大金刚。
sem_init
简述：_创建信号量_
第一个参数：指向的信号对象
第二个参数：控制信号量的类型，如果其值为 0，就表示信号量是当前进程的局部信号量，否则信号量就可以在多个进程间共享
第三个参数：信号量 sem 的初始值
返回值：success 为 0，failure 为 - 1

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

sem_post
简述：信号量的值加 1
第一个参数：信号量对象
返回值：success 为 0，failure 为 - 1

int sem_post(sem_t *sem);

sem_wait
简述：信号量的值加 - 1
第一个参数：信号量对象
返回值：success 为 0，failure 为 - 1

int sem_wait(sem_t *sem);

sem_destroy
简述：用完记得销毁哦～
第一个参数：信号量对象
返回值：success 为 0，failure 为 - 1

int sem_destroy(sem_t *sem);

举例

说明：你可以进行三个下载任务，但是最多选择同时执行二个（创建两个线程）。直接看 main 函数即可，信号量的逻辑都在里面，在实际代码中最好，所有的线程和信号量的创建、释放都要进行校验，这里为了方便阅读，减少代码行数，就不进行校验了。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <windows.h>
 
#define MAXNUM 2
sem_t semDownload;
pthread_t a_thread, b_thread, c_thread;
int g_phreadNum = 1;
 
void InputInfo(void)
{
    printf("****************************************\n");
    printf("*** which task you want to download? ***\n");
    printf("*** you can enter [1-3],[0] is done  ***\n");
    printf("****************************************\n");
}
void *func1(void *arg)
{
    //等待信号量的值>0
    sem_wait(&semDownload);
    printf("==============  Downloading Task 1  ============== \n");
    Sleep(5000);
    printf("==============    Finished Task 1   ============== \n");
    g_phreadNum--;
    //等待线程结束 
    pthread_join(a_thread, NULL);
}
 
void *func2(void *arg)
{
    sem_wait(&semDownload);
    printf("==============  Downloading Task 2  ============== \n");
    Sleep(3000);
    printf("==============    Finished Task 2   ============== \n");
    g_phreadNum--;
    pthread_join(b_thread, NULL);
}
 
void *func3(void *arg)
{
    sem_wait(&semDownload);
    printf("==============  Downloading Task 3  ============== \n");
    Sleep(1000);
    printf("==============    Finished Task 3   ============== \n");
    g_phreadNum--;
    pthread_join(c_thread, NULL);
}
 
int main()
{
    int taskNum;
    InputInfo();
 
    while (scanf("%d", &taskNum) != EOF) {
        //输入0,判断是否正常退出
        if (taskNum == 0 && g_phreadNum <= 1) {
            break;
        }
        if (taskNum == 0){
            printf("Can not quit, casue count of threads is [%d]\n", g_phreadNum - 1);
        }
                //初始化信号量
        sem_init(&semDownload, 0, 0);
        printf("your choose Downloading Task [%d]\n", taskNum);
        //线程数超过2个则不下载
        if (g_phreadNum > MAXNUM) {
            printf("!!! You've reached a limit on the number of threads !!!\n");
            continue;
        }
        //用户选择下载Task
        switch (taskNum)
        {
        case 1:
            //创建线程1
            pthread_create(&a_thread, NULL, func1, NULL);
            //信号量+1，进而触发fun1的任务
            sem_post(&semDownload);
            //总线程数+1
            g_phreadNum++;
            break;
        case 2:
            pthread_create(&b_thread, NULL, func2, NULL);
            sem_post(&semDownload);
            g_phreadNum++;
            break;
        case 3:
            pthread_create(&c_thread, NULL, func3, NULL);
            sem_post(&semDownload);
            g_phreadNum++;
            break;
        default:
            printf("!!! eroor task [%d]  !!!\n", taskNum);
            break;
        }
 
    }
 
    //销毁信号量
    sem_destroy(&semDownload);
    return 0;
}

图解

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