线程间同步——信号量控制（Semaphore）

沐小轲 - 2022-02-20 23:58:33

上一篇生产者－消费者的例子是基于链表的，其空间可以动态分配，现在基于固定大小的环形
队列重写这个程序，这次不再利用mutex而是semaphore来实现线程间同步！
上一篇文章链接：https://segmentfault.com/a/11...

依旧是生产者生产一个结构体串在链表的表头上，消费者从表头取走结构体，生产者未生产或生产的已经被拿完，则消费者需要挂起等待.

  1 #include <stdlib.h>
  2 #include <pthread.h>
  3 #include <stdio.h>
  4 #include <semaphore.h>
  5 
  6 #define NUM 5
  7 int queue[NUM];
  8 sem_t blank_number, product_number;
  9 
 10 void *producer(void *arg)
 11 {   
 12     int p = 0;
 13     while (1) {
 14         sem_wait(&blank_number);//wait可以获得信号，使init初始化中semaphore值-1，如果减到0则挂起等待，成功取
    用后继续进行后续操作
 15         queue[p] = rand() % 1000 + 1;
 16         printf("Produce %d\n", queue[p]); 17         sem_post(&product_number);//可以释放上述操作所占用的资源并唤醒等待执行的下个线程，并且使semaphore的>    值+1    
 18         p = (p+1)%NUM;//循环队列+1
 19         sleep(rand()%5);
 20     }
 21 }
 22 
 23 void *consumer(void *arg)
 24 {
 25     int c = 0;
 26     while (1) {
 27         sem_wait(&product_number);//此时product线程的semophore值已经从init中的0变1,故此处有1个资源可供wait使用，不会阻塞！取用后在此变回0，但可以执行
    后续操作了。
 28         //此处因为还有一个信号可供wait取用，成功取用然后继续后续操作
 29         printf("Consume %d\n", queue[c]);
 30         queue[c] = 0;//取用过的队列值设为0，便于观察进程间是否同步（即是否consumer取了已经取过的队列值:）
 31         sem_post(&blank_number);//释放一个信号（此处释放的是wait后续操作所占用的线程信号）给blank_number并唤醒下一个阻塞或等待中的进程,semaphore+1
 32         c = (c+1)%NUM;
 33         sleep(rand()%5);
 34     }
 35 }
 36 
 37 int main(int argc, char *argv[])
 38 {
 39     pthread_t pid, cid;
 40 
 41     sem_init(&blank_number, 0, NUM);
 42     sem_init(&product_number, 0, 0);
 43     pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);
 44     pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);
 45     pthread_join(pid, NULL);
 46     pthread_join(cid, NULL);
 47     sem_destroy(&blank_number);
 48     sem_destroy(&product_number);
 49     return 0;
 50 }

linux环境下执行：
gcc semaphore.c -o semaphore -lpthread

./semaphore
执行结果如下(FIFO方式):