C++在Linux如何使用信号量进行同步

在 Linux 下，C++ 可以使用 POSIX 信号量（semaphore）来进行线程或进程间的同步。POSIX 信号量有两种类型：命名信号量和未命名信号量。这里我们主要讨论未命名信号量的使用。

要在 C++ 中使用信号量进行同步，请按照以下步骤操作：

包含头文件

#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <pthread.h>

定义并初始化信号量

sem_t semaphore;

// 初始化信号量
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value) {
    return sem_init(sem, pshared, value);
}

使用信号量进行同步

// 等待信号量
int sem_wait(sem_t *sem) {
    return sem_wait(sem);
}

// 释放信号量
int sem_post(sem_t *sem) {
    return sem_post(sem);
}

销毁信号量

int sem_destroy(sem_t *sem) {
    return sem_destroy(sem);
}

示例：使用信号量实现生产者-消费者问题

#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <pthread.h>

sem_t empty; // 表示空槽位的信号量
sem_t full;  // 表示满槽位的信号量
int buffer[10]; // 缓冲区
int in = 0;     // 生产者插入位置
int out = 0;    // 消费者取出位置

void* producer(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        sem_wait(&empty); // 等待空槽位
        buffer[in] = i;
        in = (in + 1) % 10;
        std::cout << "Produced: "<< i << std::endl;
        sem_post(&full); // 增加满槽位
    }
    return nullptr;
}

void* consumer(void* arg) {
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        sem_wait(&full);  // 等待满槽位
        int item = buffer[out];
        out = (out + 1) % 10;
        std::cout << "Consumed: " << item << std::endl;
        sem_post(&empty); // 增加空槽位
    }
    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;

    sem_init(&empty, 0, 10); // 初始化空槽位信号量为10
    sem_init(&full, 0, 0);   // 初始化满槽位信号量为0

    pthread_create(&producer_thread, nullptr, producer, nullptr);
    pthread_create(&consumer_thread, nullptr, consumer, nullptr);

    pthread_join(producer_thread, nullptr);
    pthread_join(consumer_thread, nullptr);

    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);

    return 0;
}

编译并运行示例：

g++ -o semaphore_example semaphore_example.cpp -pthread
./semaphore_example

这个示例中，我们使用两个信号量（empty 和 full）来同步生产者和消费者线程。生产者线程在生产数据之前等待空槽位，消费者线程在消费数据之前等待满槽位。这样可以确保生产者和消费者线程之间的同步。

最新问答

相关标签