Linux 多线程编程( POSIX )

1.sem_open与sem_close与sem_unlink与sem_getvalue

#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main( int argc, char ** argv )
{
sem_t * sem;
int val;

if( argc != 2 )
{
printf("请输入文件名！\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//!> 创建信号灯

if( ( sem = sem_open( argv[1], O_CREAT, 0644, 1 ) ) == SEM_FAILED )
{ //!> if 失败，报错... ...
printf("创建信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("创建信号灯OK ...\n");
}

//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//!> 获取指定信号灯的当前值

if( sem_getvalue( sem, &val ) != 0 )
{
printf("获取值失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("获取值为VAL == %d\n", val);
}

//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//!> 关闭信号灯

if( sem_close( sem ) != 0 )
{
printf("Close 信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("Close 信号灯OK....\n");
}

//!>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
//!> 删除信号灯

if( sem_unlink( argv[1] ) != 0 )
{
printf("删除信号灯失败....\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("删除信号灯成功...\n");
}

return 0;
}
结果：
创建信号灯OK ...
获取值为VAL == 1
Close 信号灯OK....
删除信号灯成功...

2.测试sem_close与sem_unlink不一样

//!> 测试sem_close与sem_unlink不一样
//!> 也就证明close后，再次重启一个进程还
//!> 可以访问没有删除的信号灯
//!> 创建一个名称为“shanshan”的信号灯

//!> CODE 1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main( int argc, char ** argv )
{
sem_t * sem;

if( argc != 2 )
{
printf("请输入文件名....\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

if( ( sem = sem_open( argv[1], O_CREAT, 0644, 1 ) ) == SEM_FAILED ) //!> Create
{
printf("创建信号灯失败....\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf( "创建信号灯OK...\n" );
}

sem_close( sem ); //!> Close

return 0;
}

终端Copy:
pt@Ubuntu:~/桌面/net programming/5_线程通信_POSIX_5/3_信号灯_3/CODE/测试关闭 != 删除$ ./t1 shanshan
创建信号灯OK...

//!> 测试sem_close与sem_unlink不一样
//!> 也就证明close后，再次重启一个进程还
//!> 可以访问没有删除的信号灯
//!> 创建一个名称为“shanshan”的信号灯

//!> CODE 2

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main( int argc, char ** argv )
{
sem_t * sem = NULL;

sem = sem_open( argv[1], 0 ); //!> 打开已经创建的信号灯
//!> 没有创建哦~
if( sem && sem != SEM_FAILED ) //!> Success
{
printf("打开已经创建的信号灯OK ...\n");
}
else
{
printf("打开已经创建的信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

sem_close( sem ); //!> 关闭
sem_unlink( argv[1] ); //!> 删除

return 0;
}
终端Copy:
pt@ubuntu:~/桌面/net programming/5_线程通信_POSIX_5/3_信号灯_3/CODE/测试关闭 != 删除$ ./t2 shanshan
打开已经创建的信号灯OK ...

//!> 注意：终端输入的参数与CODE 1应该是一样的！！！


3.sem_wait测试

//!> 创建多线程并使用sem_wait互斥
//!> 做1+2+...+10

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int g_i = 0; //!> 全局增量(共享变量)
int g_sum = 0; //!> 结果保存(共享变量)
sem_t * sem; //!> 创建一个信号量

//!> 创建信号灯
void create_sem( char name[] )
{
if( ( sem = sem_open( name, O_CREAT, 0644, 1 ) ) == SEM_FAILED )
{
printf("创建信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("创建信号灯OK....\n");
}
}

//!> 线程1入口
void * entrance_1( void * arg )
{
for( g_i = 0; g_i < 11; g_i++ )
{
sem_wait( sem ); //!> 加锁

printf( "线程1在执行....\n" );
g_sum += g_i;

sem_post( sem ); //!> 解锁
sleep( 2 );
}
}

//!> 线程2入口
void * entrance_2( void * arg )
{
for( g_i = 0; g_i < 11; g_i++ )
{
sem_wait( sem ); //!> 加锁

printf( "线程2在执行....\n" );
g_sum += g_i;

sem_post( sem ); //!> 解锁
sleep( 3 );
}
}

//!> 创建两个线程
void create_threads( pthread_t * ptid1, pthread_t * ptid2 )
{
if( pthread_create( ptid1, NULL, entrance_1, NULL ) != 0 )
{
printf("创建线程1失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("创建线程1OK ....\n");
}

if( pthread_create( ptid2, NULL, entrance_2, NULL ) != 0 )
{
printf("创建线程2失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("创建线程2OK ....\n");
}
}

//!> do and wait
void do_and_wait( pthread_t tid1, pthread_t tid2 )
{
if( tid1 != -1 )
{
pthread_join( tid1, NULL );
}
else
{
printf("线程1错误...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

if( tid2 != -1 )
{
pthread_join( tid2, NULL );
}
else
{
printf("线程2错误...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
}

//!> 关闭and删除信号灯
void close_and_del_sem( char * name )
{
if( sem_close( sem ) != 0 )
{
printf("关闭信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("关闭信号灯OK ...\n");
}

if( sem_unlink( name ) != 0 )
{
printf("删除信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}
else
{
printf("删除信号灯OK....\n");
}

}

int main( int argc, char ** argv )
{
pthread_t tid1 = -1;
pthread_t tid2 = -1; //!> 创建两个线程

if( argc != 2 )
{
printf("请输入文件名！\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

create_sem( argv[1] ); //!> 创建信号灯
create_threads( &tid1, &tid2 ); //!> 创建线程
do_and_wait( tid1, tid2 ); //!> 子线程处理+等待子线程
close_and_del_sem( argv[1] ); //!> 关闭和删除信号灯

printf("子线程运行结束！\n");
printf("结果g_sum == %d\n", g_sum);
printf("我是主线程，我的 ID == %d\n", (unsigned)pthread_self());

return 0;
}
./c shanshan
结果：
创建信号灯OK....
创建线程1OK ....
创建线程2OK ....
线程1在执行....
线程2在执行....
线程1在执行....
线程2在执行....
线程1在执行....
线程2在执行....
线程1在执行....
线程1在执行....
线程2在执行....
线程1在执行....
线程2在执行....
线程1在执行....
关闭信号灯OK ...
删除信号灯OK....
子线程运行结束！
结果g_sum == 55
我是主线程，我的 ID == 927221504

4.应用Posix有名信号灯。限制访问共享代码的进程数目

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

sem_t * sem; //!> 信号灯
int val; //!> 信号灯当前值


void print_info( pid_t pid )
{
printf("我的ID == %d\n", (int)pid);
sem_getvalue( sem, &val );
printf("当前信号灯值 == %d\n", val);
}

int main( int argc, char ** argv )
{
int i = 0;

if( argc != 2 )
{
printf("请输入文件名！\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

if( sem_open( argv[1], O_CREAT, 0644, 2 ) == SEM_FAILED ) //!> 初始化有两个可用src
{
printf("创建信号灯失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

while( i++ < 5 )
{
if( fork() 0= 0 ) //!> 创建进程
{
sem_wait( sem ); //!> P 操作
print_info( getpid() );
sleep(1);
sem_post( sem ); //!> V 操作
printf("我的ID == %d, 运行结束....\n", (int)getpid());
return 0;
}
}

wait();
sem_close( sem ); //!> 关闭
sem_unlink( argv[1] ); //!> 删除
return 0;
}


5.应用posix基于内存的信号灯实现一个进程的各个线程间的互斥

#include <semaphore.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>

sem_t sem; //!> 信号灯
int value; //!> 信号量


void * entrance( void * arg )
{
sem_wait( &sem ); //!> 计数信号灯
print_info();
sleep( 2 );
sem_post( &sem ); //!> V 操作

printf("我的ID == %d, 运行结束....\n", (unsigned)pthread_self());
pthread_exit( arg );

}

void print_info()
{
printf("输出线程ID == %d\n", (unsigned)pthread_self());
sem_getvalue( &sem, &value );
printf( "信号灯当前数量： %d\n", value );
}

int main( )
{
int n = 0;
pthread_t tid;

if( sem_init( &sem, 0, 2 ) != 0 ) //!> 线程共享，量==2
{
printf("sem_init 失败...\n");
exit( EXIT_FAILURE );
}

while( n++ < 5 ) //!> 创建5个线程
{
if( pthread_create( &tid, NULL, entrance, NULL ) != 0 )
{
printf("创建线程 %d 失败....\n", n);
exit( EXIT_FAILURE );
}
}

pthread_join( tid, NULL );

return 0;
}