多線(xiàn)程編程之：Linux線(xiàn)程編程

2．信號量線(xiàn)程控制

（1）信號量說(shuō)明。

在第8章中已經(jīng)講到，信號量也就是操作系統中所用到的PV原子操作，它廣泛用于進(jìn)程或線(xiàn)程間的同步與互斥。信號量本質(zhì)上是一個(gè)非負的整數計數器，它被用來(lái)控制對公共資源的訪(fǎng)問(wèn)。這里先來(lái)簡(jiǎn)單復習一下PV原子操作的工作原理。

PV原子操作是對整數計數器信號量sem的操作。一次P操作使sem減一，而一次V操作使sem加一。進(jìn)程（或線(xiàn)程）根據信號量的值來(lái)判斷是否對公共資源具有訪(fǎng)問(wèn)權限。當信號量sem的值大于等于零時(shí)，該進(jìn)程（或線(xiàn)程）具有公共資源的訪(fǎng)問(wèn)權限；相反，當信號量sem的值小于零時(shí)，該進(jìn)程（或線(xiàn)程）就將阻塞直到信號量sem的值大于等于0為止。

PV原子操作主要用于進(jìn)程或線(xiàn)程間的同步和互斥這兩種典型情況。若用于互斥，幾個(gè)進(jìn)程（或線(xiàn)程）往往只設置一個(gè)信號量sem，它們的操作流程如圖9.2所示。

當信號量用于同步操作時(shí)，往往會(huì )設置多個(gè)信號量，并安排不同的初始值來(lái)實(shí)現它們之間的順序執行，它們的操作流程如圖9.3所示。

圖9.2 信號量互斥操作 圖9.3 信號量同步操作

（2）函數說(shuō)明。

Linux實(shí)現了POSIX的無(wú)名信號量，主要用于線(xiàn)程間的互斥與同步。這里主要介紹幾個(gè)常見(jiàn)函數。

n sem_init()用于創(chuàng )建一個(gè)信號量，并初始化它的值。

n sem_wait()和sem_trywait()都相當于P操作，在信號量大于零時(shí)它們都能將信號量的值減一，兩者的區別在于若信號量小于零時(shí)，sem_wait()將會(huì )阻塞進(jìn)程，而sem_trywait()則會(huì )立即返回。

n sem_post()相當于V操作，它將信號量的值加一同時(shí)發(fā)出信號來(lái)喚醒等待的進(jìn)程。

n sem_getvalue()用于得到信號量的值。

n sem_destroy()用于刪除信號量。

（3）函數格式。

表9.7列出了sem_init()函數的語(yǔ)法要點(diǎn)。

表9.7 sem_init()函數語(yǔ)法要點(diǎn)

表9.8列出了sem_wait()等函數的語(yǔ)法要點(diǎn)。

表9.8 sem_wait()等函數語(yǔ)法要點(diǎn)