信号量
基本概念
进化版的互斥锁（1 --> N）
由于互斥锁的粒度比较大，如果我们希望在多个线程间对某一对象的部分数据进行共享，使用互斥锁是没有办法实现的，只能将整个数据对象锁住。这样虽然达到了多线程操作共享数据时保证数据正确性的目的，却无形中导致线程的并发性下降。线程从并行执行，变成了串行执行。与直接使用单进程无异。
信号量，是相对折中的一种处理方式，既能保证同步，数据不混乱，又能提高线程并发。
主要应用函数
- sem_init函数
- sem_destroy函数
- sem_wait函数
- sem_trywait函数
- sem_timedwait函数
- sem_post函数
以上6 个函数的返回值都是：成功返回0， 失败返回-1，同时设置errno。(注意，它们没有pthread前缀)
sem_t类型，本质仍是结构体。但应用期间可简单看作为整数，忽略实现细节（类似于使用文件描述符）。
sem_t sem; 规定信号量sem不能 < 0。头文件 <semaphore.h>
信号量基本操作
sem_wait： 1. 信号量大于0，则信号量-- （类比pthread_mutex_lock）
| 2. 信号量等于0，造成线程阻塞
对应
|
sem_post： 将信号量++，同时唤醒阻塞在信号量上的线程 （类比pthread_mutex_unlock）
但，由于sem_t的实现对用户隐藏，所以所谓的++、--操作只能通过函数来实现，而不能直接++、--符号。
信号量的初值，决定了占用信号量的线程的个数。
sem_init函数
初始化一个信号量
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
参1：sem信号量
参2：pshared取0用于线程间；取非0（一般为1）用于进程间
参3：value指定信号量初值
sem_destroy函数
销毁一个信号量
int sem_destroy(sem_t *sem);
sem_wait函数 (重）
给信号量加锁 --
int sem_wait(sem_t *sem);
sem_post函数
给信号量解锁 ++
int sem_post(sem_t *sem);
sem_trywait函数
尝试对信号量加锁 -- (与sem_wait的区别类比lock和trylock)
int sem_trywait(sem_t *sem);
sem_timedwait函数
限时尝试对信号量加锁 --
int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
参2：abs_timeout采用的是绝对时间。
生产者消费者信号量模型
使用信号量完成线程间同步，模拟生产者，消费者问题。
/*信号量实现 生产者 消费者问题*/
# include<stdio.h>
# include<pthread.h>
# include<stdlib.h>
# include<unistd.h>
# include<semaphore.h>
# define NUM 5int queue[NUM];
sem_t blank_number,product_number;//两个信号量控制void *producer(void *arg)//生产
{int i = 0;while(1){sem_wait(&blank_number);//生产者将空格子数--，为0则阻塞等待 空格的位置-1queue[i] = rand()%1000+1; // 生产一个产品 放入队列printf("---product------- %d \\n", queue[i]);sem_post(&product_number); //生产的数量+1i = (i+1) % NUM; //借助下标实现环形 1-N 1-N 循环放入 模拟队列sleep(rand()%1);}}
void *consumer(void *arg) //消费者
{int i = 0;while(1){sem_wait(&product_number); //消费者将产品数--，为0则阻塞等待 星星数-1printf("-Consume--- %d\\n", queue[i]);queue[i]=0; //消费一个产品sem_post(&blank_number);//消费掉以后，空格数量+1i =(i+1) % NUM;sleep(rand()%3);}
}int main()
{pthread_t pid,cid;sem_init(&blank_number,0,NUM);//初始化空格子信号量为5，线程共享 --0sem_init(&product_number,0,0); //产品数为0pthread_create(&pid,NULL,producer,NULL);pthread_create(&cid,NULL,consumer,NULL);pthread_join(pid,NULL);pthread_join(cid,NULL);sem_destroy(&blank_number);sem_destroy(&product_number);return 0;}
【推演练习】：理解上述模型，推演，如果是两个消费者，一个生产者，是怎么样的情况。
