信号量sem_init,sem_wait,sem_post
一、什么是信号量
线程的信号量与进程间通信中使用的信号量的概念是一样，它是一种特殊的变量，它可以被增加或减少，但对其的关键访问被保证是原子操作。如果一个程序中有多个线程试图改变一个信号量的值，系统将保证所有的操作都将依次进行。而只有0和1两种取值的信号量叫做二进制信号量，在这里将重点介绍。而信号量一般常用于保护一段代码，使其每次只被一个执行线程运行。我们可以使用二进制信号量来完成这个工作。
二、信号量的接口函数
信号量的函数都以sem_开头，线程中使用的基本信号量函数有4个，它们都声明在头文件semaphore.h中。
sem_init函数
该函数用于创建信号量，其原型如下：
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.
sem_wait函数
该函数用于以原子操作的方式将信号量的值减1。原子操作就是，如果两个线程企图同时给一个信号量加1或减1，它们之间不会互相干扰。它的原型如下：
int sem_post(sem_t *sem);
sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。调用成功时返回0，失败返回-1.
sem_post函数
该函数用于以原子操作的方式将信号量的值加1。它的原型如下：
int sem_post(sem_t *sem);
与sem_wait一样，sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。调用成功时返回0，失败返回-1.
sem_destroy函数
该函数用于对用完的信号量的清理。它的原型如下：
int sem_destroy(sem_t *sem);
成功时返回0，失败时返回-1.
三、信号量的函数使用
代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
sem_t sem;
void func1(void* arg)
{
sem_wait(&sem);
int *running=arg;
printf("thread running1\n");
printf("%d\n",*running);
}
void func2(void* arg)
{
printf("pthread2 running\n");
sem_post(&sem);
}
int main()
{
sem_init(&sem,0,0);
pthread_t thread[2];
int a=5;
pthread_create(&(thread[0]),NULL,(void*)func1,(void*)&a);
printf("main thread running\n");
sleep(10);
pthread_create(&(thread[1]),NULL,(void*)func2,(void*)&a);
printf("main thread running2\n");
pthread_join(thread[0],NULL);
pthread_join(thread[1],NULL);
sem_destroy(&sem);
return 0;
}
首先创建信号量，第二个参数为0，表示这个信号量是当前进程的局部信号量，初始值为0. 然后使用pthread_create()函数创建两个线程，传入参数a。 线程1创建完成后，由于信号量初始化value=0，调用sem_wait会阻塞这个线程，信号量的值将减少1（此时<0），这个线程函数就会等待。 主线程sleep(10)后，线程2创建并执行调用，sem_post用于使信号量的值增加1，此时线程1可以执行。 使用pthread_join等待所创建的两个线程的结束。
编译：
gcc testSem.c -o testSem -lpthread
./testSem
输出：
main thread running
main thread running2
pthread2 running
thread running1
线程同步之信号量（sem_init,sem_post,sem_wait）
信号量和互斥锁(mutex)的区别：互斥锁只允许一个线程进入临界区，而信号量允许多个线程同时进入临界区。不多做解释，要使用信号量同步，需要包含头文件semaphore.h。
主要用到的函数：
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);，其中sem是要初始化的信号量，pshared表示此信号量是在进程间共享还是线程间共享，value是信号量的初始值。
int sem_destroy(sem_t *sem);,其中sem是要销毁的信号量。只有用sem_init初始化的信号量才能用sem_destroy销毁。
int sem_wait(sem_t *sem);等待信号量，如果信号量的值大于0,将信号量的值减1,立即返回。如果信号量的值为0,则线程阻塞。相当于P操作。成功返回0,失败返回-1。
int sem_post(sem_t *sem); 释放信号量，让信号量的值加1。相当于V操作。
//用户从终端输入任意字符然后统计个数显示，输入end则结束
//使用多线程实现：主线程获取用户输入并判断是否退出，子线程计数
#include<stdio.h>
#include <pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include <string.h>
#include <semaphore.h>
char buf[100]={0};
int flag;
sem_t sem;
// 子线程程序，作用是统计buf中的字符个数并打印
void *func(void*arg)
{
// 子线程首先应该有个循环
// 循环中阻塞在等待主线程激活的时候，子线程被激活后就去获取buf中的字符
// 长度，然后打印；完成后再次被阻塞
sem_wait(&sem);
while(flag==0)
{
printf("长度为：%d.\n",strlen(buf));
memset(buf, 0, sizeof(buf));
sem_wait(&sem);
}
pthread_exit(NULL);
}
int main(void)
{
int ret=-1;
pthread_t th;
sem_init(&sem,0,0);
ret=pthread_create(&th,NULL,func,NULL);
if (ret != 0)
{
printf("pthread_create error.\n");
return -1;
}
printf("输入一个字符串,以回车结束.\n");
while(scanf("%s",buf))
{
// 去比较用户输入的是不是end，如果是则退出，如果不是则继续
if(!strncmp(buf,"end",3))
{
printf("输入的字符串为：%s",buf);
flag==1;
sem_post(&sem);
break;
}
// 主线程在收到用户收入的字符串，并且确认不是end后
// 就去发信号激活子线程来计数。
// 子线程被阻塞，主线程可以激活，这就是线程的同步问题。
// 信号量就可以用来实现这个线程同步
sem_post(&sem);
}
/*
// 回收子线程
printf("等待回收子线程\n");
ret = pthread_join(th, NULL);
if (ret != 0)
{
printf("pthread_join error.\n");
exit(-1);
}
printf("子线程回收成功\n");
sem_destroy(&sem);
*/
return 0;
}
转自：https://blog.csdn.net/u013457167/article/details/78318932