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【Linux学习杂谈】之线程同步

2016-10-21 19:12:12 2822 Linux

0 对于线程而言我们知道，他是存在在我们的进程当中，之前在我们的简单例子当中我们看到一个线程的创建就是在我们的同一个文件当中，那么对于我们的数据传输的话不就是一个全局变量的问题吗，所以对于线程而言，通信是比较容易实现的，但是会出现一些问题，比如说并发执行的时候我们会需要一种机制来保证两者不会冲突，为了避免这种情况，在面对共享资源的使用上面，我们可以使用信号量的方式来保证线程的正常执行。我们要明白一个就是信号量是一个什么概念，信号量，就是我们会发送一个信号给另外一个对象。这两个对象之间往往是我们的两个进程或者线程之间进行的，要注意这里就是，我们在进程中说的信号量和我们在线程当中说到的信号量，两个是一样的，不加以区分。那么一般信号量一般是用于同步使用的，举个简单的例子就是说我们两者要同步，那么我们一般是怎么样，其中一个人说123开始，然后同时开始做某件事情，那么从进程和线程上面来讲也是这样，一个进程或者线程告诉另外一个线程或者进程一个信号，然后另外那个进程或者线程开始干嘛干嘛，简单来说就是这样一个道理，那么我们看下如何实现吧。需要包含的头文件： #include 信号量函数原型： int sem_init(sem_t sem, int pshared, unsigned int value); 该函数初始化由sem指向的信号对象，设置它的共享选项，并给它一个初始的整数值。pshared控制信号量的类型，如果其值为0，就表示这个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之间共享，value为sem的初始值。调用成功时返回0，失败返回-1. 下面我们举个例子，实现一个程序实现。程序的实现功能为主线程中创建子线程，主线程中负责读入字符串，而子线程中负责输出字符串的个数，同时将字符串中小写的字符转换成大写的。 #include #include #include #include sem_t sem; char buf[200] = {0}; int flag = 0; void func(void arg){ int i = 0; sem_wait(&sem); while(flag == 0){ printf("本次共输入了%d个字符.n",(int)strlen(buf)); // 在这里实现一个功能就是将字符串中小写的字符转换成大写的 for(; buf[i] != '\0'; ++i) { // 只要落入小写的区间内，可以使用 if(buf[i] >= 'a' && buf[i] <= 'z') { // buf[i] = buf[i] - ('a' - 'A') buf[i] -= ('a' - 'A'); } } printf("转换后的代码为：%s.n",buf); i = 0; memset(buf, 0,sizeof(buf)); sem_wait(&sem); } pthread_exit(NULL); } int main(void){ int sem_ret = -1; int ret = -1; pthread_t th = -1; sem_ret = sem_init(&sem, 0 ,0); if(sem_ret < 0){ perror("sem create:"); return -1; } ret = pthread_create(&th, NULL ,func, NULL); if(ret != 0){ printf("pthread create error.n"); return -1; } while(scanf("%s",buf)){ // 如果输出的字符串是end的话就是代表说我们要结束这个进程 if(!strncmp(buf, "end", 3)){ printf("程序结束.n"); flag = 1; sem_post(&sem); break; } // 在这里发送的信号量，告诉子线程说字符串的读取已经完成了 sem_post(&sem); } // 回收子线程 printf("等待回收子进程.n"); ret = pthread_join(th, NULL); if(ret != 0){ printf("pthread_join error.n"); return -1; } printf("子线程回收成功.n"); sem_destroy(&sem); return 0; } 复制代码* 互斥量：互斥量，从字面上看，本身的逻辑关系就是互斥，具体的表现是说，当两个线程同时需要一个资源的时候，是互斥的，也就是说在一个时间点有且只有一个线程可以访问这个资源，那么为了保证说在一个时刻当中不会出现两个线程去抢占这个资源，引入这样的一个东西来解决这个问题。这里我们总结一下和信号量的区别： 1.信号量是用于同步，而互斥量是用于互斥，要理解这两个的区别 2.互斥量的数值一般是0或者1，而信号量的值可以任意的非负整数，我们在创建的时候可以给定初始值 3.互斥量的加锁和解锁是在同一个线程中实现的，而信号量则是由一个线程释放，另外一个线程得到的。同样我们引入互斥量实现上面的功能，这里就不是和我们上面的信号量一样的，我们使用信号量的时候是说当我主线程接收完了输入的内容，释放信号量告诉子线程说我们接收完了输入字符，你可以开始统计了，而我们在互斥量这里是说在我们输入和统计的时候进行锁定，这个时候就不能有其他线程进入这个操作，保证buf在一个时间内只有一个线程进行操作。注意：这部分的参考API是不包含在默认的man手册中的，我们需要去额外安装相应的man手册才可以，具体的安装命令如下：（适用于mint/ubuntu） sudo apt-get install manpages-posix-dev 创建互斥量使用的函数是： int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t restrict mutex,const pthread_mutexattr_t restrict attr); #include #include #include char buf[100] = {0}; unsigned int flag = 0; static pthread_mutex_t mutex; void func(void arg){ while(flag == 0){ pthread_mutex_lock(&mutex); printf("本次总共输入了%d个字符.n",(int)strlen(buf)); memset(buf, 0,sizeof(buf)); pthread_mutex_unlock(&mutex); sleep(1); } } int main(void){ int ret = -1; pthread_t th = -1; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); ret = pthread_create(&th, NULL ,func,NULL ); if(ret != 0){ printf("pthread create error!.n"); return -1; } printf("请输入一个字符串，回车结束输入：n"); while(1){ pthread_mutex_lock(&mutex); scanf("%s",buf); pthread_mutex_unlock(&mutex); if(!strncmp(buf,"end",3)){ printf("程序结束.n"); flag = 1; break; } sleep(1); } printf("等待回收子线程.n"); ret = pthread_join(th,NULL); if(ret != 0){ printf("子线程回收失败.n"); return -1; } printf("子线程回收成功.n"); pthread_mutex_destroy(&mutex); return 0; } 复制代码最后一个我们看下条件变量。这个也是一个线程同步的一个机制，关于条件变量的使用也稍许麻烦，也同样是和我们的之前谈到的互斥量，或者是信号量是有些类似的思想，一个子线程等待主线程给他发信息，然后他才开始执行。就跟跑步一样，是需要主教练发枪，然后各个选手开始跑，这里的主教练就和我们的主线程一样，而其他的选手就和我们的子线程是一样的。这里我们暂且不给出条件变量的代码，待补充。 1
2016-10-21 19:12:12　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 【Linux学习杂谈】之线程的基本操作 1978 • 【Linux学习杂谈】之线程简介 2808 • 【Linux学习杂谈】之信号 3277 • 【Linux学习杂谈】之makefile入门学习 2989 • 【Linux学习杂谈】之exec族函数 2405 • 【Linux学习杂谈】之进程相关 3265 • 【Linux学习杂谈】之标准IO 2060 • 【Linux学习杂谈】之socket编程实践 3352 • 【Linux学习杂谈】之文件权限管理 1896 • 【Linux学习杂谈】之文件共享 2013 2 个讨论

0 这个还没有学到这里来，不过还是值得推荐一下，希望更多人看到版主优质的帖子。

2016-10-23 15:36:53 评论举报 1^# 柠檬守护

0 柠檬守护发表于 2016-10-23 15:36 这个还没有学到这里来，不过还是值得推荐一下，希望更多人看到版主优质的帖子。谢谢！

2016-10-24 10:17:27 评论举报 2^# michael_llh

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