多线程编程之：Linux线程编程

2．信号量线程控制

（1）信号量说明。

在第8章中已经讲到，信号量也就是操作系统中所用到的PV原子操作，它广泛用于进程或线程间的同步与互斥。信号量本质上是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。这里先来简单复习一下PV原子操作的工作原理。

PV原子操作是对整数计数器信号量sem的操作。一次P操作使sem减一，而一次V操作使sem加一。进程（或线程）根据信号量的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem的值大于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相反，当信号量sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直到信号量sem的值大于等于0为止。

PV原子操作主要用于进程或线程间的同步和互斥这两种典型情况。若用于互斥，几个进程（或线程）往往只设置一个信号量sem，它们的操作流程如图9.2所示。

当信号量用于同步操作时，往往会设置多个信号量，并安排不同的初始值来实现它们之间的顺序执行，它们的操作流程如图9.3所示。

图9.2 信号量互斥操作 图9.3 信号量同步操作

（2）函数说明。

Linux实现了POSIX的无名信号量，主要用于线程间的互斥与同步。这里主要介绍几个常见函数。

n sem_init()用于创建一个信号量，并初始化它的值。

n sem_wait()和sem_trywait()都相当于P操作，在信号量大于零时它们都能将信号量的值减一，两者的区别在于若信号量小于零时，sem_wait()将会阻塞进程，而sem_trywait()则会立即返回。

n sem_post()相当于V操作，它将信号量的值加一同时发出信号来唤醒等待的进程。

n sem_getvalue()用于得到信号量的值。

n sem_destroy()用于删除信号量。

（3）函数格式。

表9.7列出了sem_init()函数的语法要点。

表9.7 sem_init()函数语法要点

表9.8列出了sem_wait()等函数的语法要点。

表9.8 sem_wait()等函数语法要点