信號量sem_init,sem_wait,sem_post
一、什么是信號量
線程的信號量與進程間通信中使用的信號量的概念是一樣，它是一種特殊的變量，它可以被增加或減少，但對其的關鍵訪問被保證是原子操作。如果一個程序中有多個線程試圖改變一個信號量的值，系統將保證所有的操作都將依次進行。而只有0和1兩種取值的信號量叫做二進制信號量，在這里將重點介紹。而信號量一般常用於保護一段代碼，使其每次只被一個執行線程運行。我們可以使用二進制信號量來完成這個工作。
二、信號量的接口函數
信號量的函數都以sem_開頭，線程中使用的基本信號量函數有4個，它們都聲明在頭文件semaphore.h中。
sem_init函數
該函數用於創建信號量，其原型如下：
int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);
該函數初始化由sem指向的信號對象，設置它的共享選項，並給它一個初始的整數值。
pshared控制信號量的類型，如果其值為0，就表示這個信號量是當前進程的局部信號量，否則信號量就可以在多個進程之間共享，value為sem的初始值。調用成功時返回0，失敗返回-1.
sem_wait函數
該函數用於以原子操作的方式將信號量的值減1。原子操作就是，如果兩個線程企圖同時給一個信號量加1或減1，它們之間不會互相干擾。它的原型如下：
int sem_post(sem_t *sem);
sem指向的對象是由sem_init調用初始化的信號量。調用成功時返回0，失敗返回-1.
sem_post函數
該函數用於以原子操作的方式將信號量的值加1。它的原型如下：
int sem_post(sem_t *sem);
與sem_wait一樣，sem指向的對象是由sem_init調用初始化的信號量。調用成功時返回0，失敗返回-1.
sem_destroy函數
該函數用於對用完的信號量的清理。它的原型如下：
int sem_destroy(sem_t *sem);
成功時返回0，失敗時返回-1.
三、信號量的函數使用
代碼：
#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;
}
首先創建信號量，第二個參數為0，表示這個信號量是當前進程的局部信號量，初始值為0. 然后使用pthread_create()函數創建兩個線程，傳入參數a。 線程1創建完成后，由於信號量初始化value=0，調用sem_wait會阻塞這個線程，信號量的值將減少1（此時<0），這個線程函數就會等待。 主線程sleep(10)后，線程2創建並執行調用，sem_post用於使信號量的值增加1，此時線程1可以執行。 使用pthread_join等待所創建的兩個線程的結束。
編譯：
gcc testSem.c -o testSem -lpthread
./testSem
輸出：
main thread running
main thread running2
pthread2 running
thread running1
線程同步之信號量（sem_init,sem_post,sem_wait）
信號量和互斥鎖(mutex)的區別：互斥鎖只允許一個線程進入臨界區，而信號量允許多個線程同時進入臨界區。不多做解釋，要使用信號量同步，需要包含頭文件semaphore.h。
主要用到的函數：
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);，其中sem是要初始化的信號量，pshared表示此信號量是在進程間共享還是線程間共享，value是信號量的初始值。
int sem_destroy(sem_t *sem);,其中sem是要銷毀的信號量。只有用sem_init初始化的信號量才能用sem_destroy銷毀。
int sem_wait(sem_t *sem);等待信號量，如果信號量的值大於0,將信號量的值減1,立即返回。如果信號量的值為0,則線程阻塞。相當於P操作。成功返回0,失敗返回-1。
int sem_post(sem_t *sem); 釋放信號量，讓信號量的值加1。相當於V操作。
//用戶從終端輸入任意字符然后統計個數顯示，輸入end則結束
//使用多線程實現：主線程獲取用戶輸入並判斷是否退出，子線程計數
#include<stdio.h>
#include <pthread.h>
#include<stdlib.h>
#include <string.h>
#include <semaphore.h>
char buf[100]={0};
int flag;
sem_t sem;
// 子線程程序，作用是統計buf中的字符個數並打印
void *func(void*arg)
{
// 子線程首先應該有個循環
// 循環中阻塞在等待主線程激活的時候，子線程被激活后就去獲取buf中的字符
// 長度，然后打印；完成后再次被阻塞
sem_wait(&sem);
while(flag==0)
{
printf("長度為：%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("輸入一個字符串,以回車結束.\n");
while(scanf("%s",buf))
{
// 去比較用戶輸入的是不是end，如果是則退出，如果不是則繼續
if(!strncmp(buf,"end",3))
{
printf("輸入的字符串為：%s",buf);
flag==1;
sem_post(&sem);
break;
}
// 主線程在收到用戶收入的字符串，並且確認不是end后
// 就去發信號激活子線程來計數。
// 子線程被阻塞，主線程可以激活，這就是線程的同步問題。
// 信號量就可以用來實現這個線程同步
sem_post(&sem);
}
/*
// 回收子線程
printf("等待回收子線程\n");
ret = pthread_join(th, NULL);
if (ret != 0)
{
printf("pthread_join error.\n");
exit(-1);
}
printf("子線程回收成功\n");
sem_destroy(&sem);
*/
return 0;
}
轉自：https://blog.csdn.net/u013457167/article/details/78318932