一、线程间同步的几种方式
从上篇博文中可以发现，当多个线程对同一资源进行使用时，会产生“争夺”的情况，为了避免这种情况的产生，也就出现了线程间的同步这个技术。线程间的同步有多种方式，在接下来的博文中我会依次介绍几种主流的同步方式，以及他们之间的区别。在本篇博文中将介绍使用信号量Semaphore达到线程间同步的目的。老规矩，所有代码都讲在win32平台和Linux平台下都实现一遍。
相关函数和头文件
//头文件
#include
//创建信号量API
HANDLE WINAPI CreateSemaphore(
_In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,//指向SECURITY_ATTRIBUTES的指针;
_In_ LONG lInitialCount, //信号量对象的初始值；
_In_ LONG lMaximumCount, //信号量对象的最大值，这个值必须大于0;
_In_opt_ LPCTSTR lpName //信号量对象的名称；
);
//等待信号量API
DWORD WINAPI WaitForSingleObject(
_In_ HANDLE hHandle, //信号量对象句柄
_In_ DWORD dwMilliseconds //等待信号量时间，INFINET代表永久等待；
);
返回值：
WAIT_ABANDONED(0x00000080L) 表示拥有信号量的线程再终止前未释放该信号量；
WAIT_OBJECT_0(0x00000000L) 表示等到了信号量；
WAIT_TIMEOUT(0x00000102L) 表示等待超时；
WAIT_FAILED((DWORD)0xFFFFFFFF) 表示该函数执行失败，用GetLastError()得到错误码；
//释放信号量句柄
BOOL WINAPI ReleaseSemaphore(
_In_ HANDLE hSemaphore, //信号量对象句柄；
_In_ LONG lReleaseCount, //信号量释放的值，必须大于0；
_Out_opt_ LPLONG lpPreviousCount //前一次信号量值的指针，不需要可置为空；
);
返回值：成功返回非0；
Win32平台下源码
#include
#include
using namespace std;
HANDLE g_hSemaphore = NULL; //声明信号量变量
unsigned long WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
int iRunTime = 0;
//执行100次跳出
while(++iRunTime<100)
{
WaitForSingleObject(g_hSemaphore, INFINITE); //信号量值-1
cout << "Fun() is running!"<
ReleaseSemaphore(g_hSemaphore, 1, NULL); //信号量值+1
Sleep(10);
}
ExitThread(-1);
}
int main()
{
//创建信号量对象
g_hSemaphore = CreateSemaphore(NULL //信号量的安全特性
, 1 //设置信号量的初始计数。可设置零到最大值之间的一个值
, 1 //设置信号量的最大计数
, NULL //指定信号量对象的名称
);
if(NULL == g_hSemaphore)
{
cout << "create hSemaphore failed! error_code:"<
return 0;
}
int iRunTime = 0;
unsigned long ulThreadId = 0;
//创建一个子线程
HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, &ulThreadId);
//执行100次跳出
while(++iRunTime<100)
{
WaitForSingleObject(g_hSemaphore, INFINITE); //信号量值-1
cout << "main() is running, Thread id is " << ulThreadId <
ReleaseSemaphore(g_hSemaphore, 1, NULL); //信号量值+1
Sleep(10);
}
system("pause");
return 0;
}
执行结果：
可见未对屏幕资源产生“争夺”的情况，达到线程同步的目的。
Linux平台
相关函数和头文件
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
1)pshared==0 用于同一多线程的同步；
2)若pshared>0 用于多个相关进程间的同步(即由fork产生的)；
int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);
取回信号量sem的当前值，把该值保存到sval中。
若有1个或更多的线程或进程调用sem_wait阻塞在该信号量上，该函数返回两种值：
1) 返回0
2) 返回阻塞在该信号量上的进程或线程数目
linux采用返回的第一种策略。
sem_wait(或sem_trywait)相当于P操作，即申请资源。
int sem_wait(sem_t *sem); // 这是一个阻塞的函数
测试所指定信号量的值,它的操作是原子的。
若sem>0，那么它减1并立即返回。
若sem==0，则睡眠直到sem>0，此时立即减1，然后返回；
int sem_trywait(sem_t *sem); // 非阻塞的函数
其他的行为和sem_wait一样，除了：
若sem==0，不是睡眠，而是返回一个错误EAGAIN。
sem_post相当于V操作，释放资源。
int sem_post(sem_t *sem);
把指定的信号量sem的值加1;
呼醒正在等待该信号量的任意线程。
源码
#include
#include
#include
using namespace std;
static sem_t g_semaphore;
static const int g_iRunTime = 5000;
void* Fun(void* ptr)
{
int iRunTime = 0;
while(++iRunTime< g_iRunTime)
{
sem_wait(&g_semaphore);
cout<< "Fun() is running!" << endl;
sem_post(&g_semaphore);
usleep(100);
}
}
int main()
{
pthread_t hHandle;
sem_init(&g_semaphore, 0, 1);
int iRet = pthread_create(&hHandle, NULL, Fun, NULL); //create a thread;
if(0 != iRet)
{
cout << "Create thread failed!" << endl;
}
sleep(1);
int iRunTime = 0;
while(++iRunTime
{
sem_wait(&g_semaphore);
cout << "main is running!" << endl;
sem_post(&g_semaphore);
usleep(100);
}
pthread_join(hHandle, NULL);
return 0;
}
执行结果
达到同步效果！
关于Linux信号量
Linux信号量比Windows要复杂，上述例子只是使用了其中最常用的一种，还有许多其他种类的信号量，后期会补上一篇关于Linux信号量详解的内容。
线程间同步之 semaphore(信号量)