多線程編程之：Linux線程編程
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2．信號量線程控制
（1）信號量說明。
在第8章中已經(jīng)講到，信號量也就是操作系統(tǒng)中所用到的PV原子操作，它廣泛用于進程或線程間的同步與互斥。信號量本質(zhì)上是一個非負的整數(shù)計數(shù)器，它被用來控制對公共資源的訪問。這里先來簡單復習一下PV原子操作的工作原理。
PV原子操作是對整數(shù)計數(shù)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。進程（或線程）根據(jù)信號量的值來判斷是否對公共資源具有訪問權(quán)限。當信號量sem的值大于等于零時，該進程（或線程）具有公共資源的訪問權(quán)限；相反，當信號量sem的值小于零時，該進程（或線程）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程或線程間的同步和互斥這兩種典型情況。若用于互斥，幾個進程（或線程）往往只設置一個信號量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，往往會設置多個信號量，并安排不同的初始值來實現(xiàn)它們之間的順序執(zhí)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(shù)說明。
Linux實現(xiàn)了POSIX的無名信號量，主要用于線程間的互斥與同步。這里主要介紹幾個常見函數(shù)。
n sem_init()用于創(chuàng)建一個信號量，并初始化它的值。
n sem_wait()和sem_trywait()都相當于P操作，在信號量大于零時它們都能將信號量的值減一，兩者的區(qū)別在于若信號量小于零時，sem_wait()將會阻塞進程，而sem_trywait()則會立即返回。
n sem_post()相當于V操作，它將信號量的值加一同時發(fā)出信號來喚醒等待的進程。
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(shù)格式。
表9.7列出了sem_init()函數(shù)的語法要點。
表9.7 sem_init()函數(shù)語法要點
所需頭文件 | #include semaphore.h> |
函數(shù)原型 | int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value) |
函數(shù)傳入值 | sem：信號量指針 |
pshared：決定信號量能否在幾個進程間共享。由于目前Linux還沒有實現(xiàn)進程間共享信號量，所以這個值只能夠取0，就表示這個信號量是當前進程的局部信號量 | |
value：信號量初始化值 | |
函數(shù)返回值 | 成功：0 |
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表9.8列出了sem_wait()等函數(shù)的語法要點。
表9.8 sem_wait()等函數(shù)語法要點
所需頭文件 | #include pthread.h> |
函數(shù)原型 | int sem_wait(sem_t *sem) |
函數(shù)傳入值 | sem：信號量指針 |
函數(shù)返回值 | 成功：0 |
出錯：-1 |
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