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1. 信号量介绍
信号量的运用环境与互斥锁一样，但是信号量比互斥锁增加灵活，互斥锁只有两个状态(开锁和解锁)，而信号量本质上是一个计数器，它内部有一个变量计数信号值，可以保护一个资源可以同时被1个或者2个或者3个线程同时使用，如果信号量的值只是设置1（状态只有0和1），那么和互斥锁就是一样的功能。
总结
- 信号量也主要是用来保护共享资源（信号量也属于临界资源），使得资源在一个时刻只有一个线程或者多个线程独享。
- 信号量是一种特殊的变量，访问具有原子性， 用于解决进程或线程间共享资源引发的同步问题。
- 信号量就是一个计数变量，内部本身就是一个变量。只不过这个变量具有原子性。
- 信号量经常用来保护临界区资源、实现资源同步。
- 如果信号量只有2个值，0和1，就称为二值信号量==互斥锁。
信号量和互斥锁(mutex)的区别： 互斥锁只允许一个线程进入临界区，而信号量允许多个线程同时进入临界区，要使用信号量同步，需要包含头文件semaphore.h。
2. 信号量实现接口函数
2.1 初始化信号量
#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); //通常 pshared 为 0.表示线程间
sem_init是创建信号量的 API，其中 value 为信号量的初值，pshared 表示是否为多进程共享而不仅仅是用于一个进程之间的多线程共享。
如果pshared的值为0，那么信号量在进程的线程之间共享，并且应位于所有线程可见的某个地址（例如，全局变量）能够，或在堆上动态分配的变量），如果pshared不为零，那么信号量在进程之间共享，信号量的值就位于共享内存区域。
2.2 注销信号量
int sem_destroy(sem_t * sem);
注销信号量时，必须保证被注销的信号量 sem没有线程在等待该信号量，否则会返回-1，且置 errno 为 EBUSY。正常返回0。
2.3 释放信号量
int sem_post(sem_t * sem); //相当于解锁
释放信号量操作将信号量值原子地加 1，表示增加一个可访问的资源。只有信号量值大于 0，才能访问公共资源。主要用来增加信号量的值。当有线程阻塞在这个信号量上时，调用这个函数会使其中的一个线程不在阻塞。
2.4 等待信号量
int sem_wait(sem_t * sem); //相当于加锁
int sem_trywait(sem_t * sem); //不阻塞
sem_wait()用于阻塞等待信号量（获取信号量），主要被用来阻塞当前线程直到信号量 sem 的值大于 0，得到信号量之后，信号量的值会减一。
2.5 获取当前的信号量值
int sem_getvalue(sem_t * sem, int * sval);
读取sem中的信号量计数，存于*sval 中，并返回 0。
3. 案例代码: 信号量框架运用模型
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <dirent.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
sem_t sem; //信号量结构
int data;
/*
线程工作函数
*/
void *thread_work_func(void *dev)
{
while(1)
{
sem_wait(&sem); //获取信号量. 当信号量的值大于0才能获取成功. --
printf("data=%d\n",data);
sem_post(&sem); //释放信号量. ++
sleep(1);
}
}
/*
线程工作函数
*/
void *thread_work_func2(void *dev)
{
while(1)
{
sem_wait(&sem); //获取信号量. 当信号量的值大于0才能获取成功. --
data++;
sem_post(&sem); //释放信号量. ++
sleep(1);
}
}
int main(int argc,char **argv)
{
//初始化信号量
sem_init(&sem,0,1);
/*1. 创建子线程1*/
pthread_t thread_id;
if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,NULL)!=0)
{
printf("子线程1创建失败.\n");
return -1;
}
/*2. 创建子线程2*/
pthread_t thread_id2;
if(pthread_create(&thread_id2,NULL,thread_work_func2,NULL)!=0)
{
printf("子线程2创建失败.\n");
return -1;
}
/*3. 等待线程的介绍*/
pthread_join(thread_id,NULL);
pthread_join(thread_id2,NULL);
//销毁信号量
sem_destroy(&sem);
return 0;
}
