怎么看待Linux多线程中的信号量Semaphore
今天就跟大家聊聊有关怎么看待Linux 多线程中的信号量Semaphore，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。
十多年的山阳网站建设经验，针对设计、前端、开发、售后、文案、推广等六对一服务，响应快，48小时及时工作处理。全网营销推广的优势是能够根据用户设备显示端的尺寸不同，自动调整山阳建站的显示方式，使网站能够适用不同显示终端，在浏览器中调整网站的宽度，无论在任何一种浏览器上浏览网站，都能展现优雅布局与设计，从而大程度地提升浏览体验。创新互联从事“山阳网站设计”,“山阳网站推广”以来，每个客户项目都认真落实执行。
理解 Semaphore，从一个好的翻译开始
Semaphore，对多线程有过了解的人都听说过，一般我们解释为“信号量”。可是，这个单词对我们来说还是比较陌生，它和另一个单词 Singal(信号)什么关系呢?想要真正理解这个概念，必须得从它的翻译开始。事实上，Semaphore 最好的翻译应该为“信号计数量”，承认了这一点，想必你也清楚了：它和 Signal 不是一回事!
剑桥词典翻译，并不容易理解
信号：简单来说就是消息，是由用户、系统或者进程发送给目标进程的信息，用来通知目标进程某个状态的改变或系统异常，对应的是异步的场景(我之前的文章有详细介绍过)。
信号量：首先是一个变量，其次是计数器。它是多线程环境下使用的一种设施，信号量在创建时需要设置一个初始值，表示同时可以有几个任务(线程)可以访问某一块共享资源。
一个任务要想访问共享资源，前提是信号量大于0，当该任务成功获得资源后，将信号量的值减 1;
若当前信号量的值小于 0，表明无法获得信号量，该任务必须被挂起，等待信号量恢复为正值的那一刻;
当任务执行完之后，必须释放信号量，对应操作就是信号量的值加 1。
另外，对信号量的操作(加、减)都是原子的。互斥锁(Mutex)就是信号量初始值为 1 时的特殊情形，即同时只能有一个任务可以访问共享资源区。
Semaphore 再理解
我们来设想这样一个场景(上图)：假如北京的国家大剧院有一场免费的音乐会演出，可是现在正值疫情期间，剧院规定：剧院观众总人数要限制，但是允许大家中途退场，把票给其他人，其他人可以中途进场。于是，第一批先到的人从剧院门口票箱中取到了票，然后进场欣赏演出。后到的人就因为剧院满了，在门口等待。过了一段时间，有人嫌节目太无聊了，提前退场了，退场时他把门票放回去了。这样，其他人拿着这个人的票进场了。随后，又有人退场了，但是他忘记把票放回去了。这也没关系，大不了剧院内可容纳的总人数少了一个罢了。
上面的例子中，音乐会现场就是一块共享资源区，观众就是任务(线程)，而票箱中的门票数就是信号量。信号量用作并发量限制，由于总的门票数是固定的，所以不会出现音乐厅被挤爆的情况。
上述的例子中，我们允许退场的观众把票带走，这是为什么呢?因为剧院工作人员可以随时在票箱里补充些门票呀(线程生产者)。说到这，你们是不是有点似曾相识呀?对啰，就是线程池，但还是有些不同，你们自己品味吧。
Semaphore 实操练习
信号量类型为 sem_t，类型及相关操作定义在头文件 semaphore.h 中，
创建信号量
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
信号量的值加 1
int sem_post(sem_t *sem);
信号量的值减 1
int sem_wait(sem_t *sem);
信号量销毁
int sem_destroy(sem_t *sem);
具体参数含义及返回值，这里就不赘述了。下面展示了一个例子：
你总共有三种类型的下载任务(类型 id 为 1、2、3)，每次从键盘读取一种类型的任务进行下载，但是 CPU 最多可以同时执行 2 个下载任务(创建两个线程)。
#include#include #include #define MAXNUM (2) sem_t semDownload; pthread_t a_thread, b_thread, c_thread; int g_phreadNum = 1; void func1(void *arg) { // 等待信号量的值 > 0 sem_wait(&semDownload); printf("============== Downloading taskType 1 ============== \n"); sleep(5); printf("============== Finished taskType 1 ============== \n"); g_phreadNum--; // 等待线程结束 pthread_join(a_thread, NULL); } void func2(void *arg) { sem_wait(&semDownload); printf("============== Downloading taskType 2 ============== \n"); sleep(3); printf("============== Finished taskType 2 ============== \n"); g_phreadNum--; pthread_join(b_thread, NULL); } void func3(void *arg) { sem_wait(&semDownload); printf("============== Downloading taskType 3 ============== \n"); sleep(1); printf("============== Finished taskType 3 ============== \n"); g_phreadNum--; pthread_join(c_thread, NULL); } int main() { // 初始化信号量 sem_init(&semDownload, 0, 0); int taskTypeId; while (scanf("%d", &taskTypeId) != EOF) { // 输入 0, 测试程序是否能正常退出 if (taskTypeId == 0 && g_phreadNum <= 1) { break; } else if (taskTypeId == 0) { printf("Can not quit, current running thread num is %d\n", g_phreadNum - 1); } printf("your choose Downloading taskType %d\n", taskTypeId); // 线程数超过 2 个则不下载 if (g_phreadNum > MAXNUM) { printf("!!! You've reached the max number of threads !!!\n"); continue; } // 用户选择下载 Task switch (taskTypeId) { case 1: // 创建线程 1 pthread_create(&a_thread, NULL, func1, NULL); // 信号量 + 1，进而触发 func1 的任务 sem_post(&semDownload); // 总线程数 + 1 g_phreadNum++; break; case 2: pthread_create(&b_thread, NULL, func2, NULL); sem_post(&semDownload); g_phreadNum++; break; case 3: pthread_create(&c_thread, NULL, func3, NULL); sem_post(&semDownload); g_phreadNum++; break; default: printf("!!! error taskTypeId %d !!!\n", taskTypeId); break; } } // 销毁信号量 sem_destroy(&semDownload); return 0; }
上述例子中，采用了 pthread_join() 的方式，即子线程合入主线程，主线程阻塞等待子线程结束，然后回收子线程资源。而线程加入还有另外一种方式：pthread_detach()，即主线程与子线程分离，主线程不用关注子线程什么时候结束，子线程结束后，资源自动回收。
程序运行结果如下：
还要注意一点：pthread.h 非 linux 系统的默认库， gcc 编译参数需要手动添加选项：-lpthread、-pthread.
看完上述内容，你们对怎么看待Linux 多线程中的信号量Semaphore有进一步的了解吗？如果还想了解更多知识或者相关内容，请关注创新互联行业资讯频道，感谢大家的支持。
新闻标题：怎么看待Linux多线程中的信号量Semaphore
文章URL：http://scjbc.cn/article/pchhgp.html
