[Linux多线程同步机制](2)

三个，信号灯

信号灯和互斥锁与条件变量之间的主要区别是“灯”的概念. 点亮表示资源可用，而熄灭表示不可用. 如果后两种同步方法关注“等待”操作，即资源不可用，则信号量机制关注照明，即告诉资源可用；没有意思等待线的解锁或发射条件，也没有等待灯的状态. 线的点亮操作是有效的，并且可以保持灯点亮. 当然，这样的操作原语也意味着更多的开销.

除了诸如开/关灯之类的二进制灯外，信号灯的应用还可以使用数量大于一的灯来指示资源数量大于一. 在这种情况下，它可以称为多变量灯.

1. 创建并注销

POSIX信号量标准定义了两种命名信号量和未命名信号量，但是LinuxThreads的实现只有一个未命名信号量，同时，众所周知的信号量与未命名信号量没有太大区别. 始终是多个过程之间可用的区别，所以下面将仅讨论无名灯.

int sem_init（sem_t * sem，int pshared，无符号int值）

这是用于创建信号量的API，其中value是信号量的初始值，而pshared指示它是否被多个进程共享，而不仅仅是一个进程. LinuxThreads不实现多进程共享信号量，因此所有非零的pshared输入将导致sem_init（）返回-1，并将errno设置为ENOSYS. 初始化的信号灯具有sem变量的特征，可用于以下照明和灭火操作.

int sem_destroy（sem_t * sem）

被取消的信号量要求没有线程在等待信号量，否则它返回-1并将errno设置为EBUSY. 另外，LinuxThreads的信号量注销功能没有其他作用.

2. 打开和关闭

int sem_post（sem_t * sem）

照明操作自动将信号量值加1，表示已添加可访问资源.

int sem_wait（sem_t * sem）

int sem_trywait（sem_t * sem）

sem_wait（）是等待灯操作，等待灯打开（信号量值大于0），然后以原子方式将信号量减1并返回. sem_trywait（）是sem_wait（）的非阻塞版本. 如果信号量计数大于0，则原子递减1并返回0，否则立即返回-1，并将errno设置为EAGAIN.

3. 获取灯值

int sem_getvalue（sem_t * sem，int * sval）

以sem读取灯泡计数，将其存储在* sval中，然后返回0.

4. 其他

sem_wait（）被实现为取消点，并且在支持原子“比较和交换”指令的体系结构上，sem_post（）是唯一可用于异步信号处理功能的POSIX异步信号安全API.

四个异步信号

由于LinuxThreads是在内核外部使用内核内部的轻量级进程实现的线程，因此基于内核的异步信号操作对线程也是有效的. 但是同时，因为异步信号实际上总是发送到进程，所以POSIX标准要求“信号到达进程，然后进程将信号分配给所有不阻塞信号的线程”原语，但是影响其中一个线程.

POSIX异步信号也是标准C库提供的功能，主要包括信号集管理（sigemptyset（），sigfillset（），sigaddset（），sigdelset（），sigismember（）等），信号处理功能安装（sigaction（）），信号阻止控件（sigprocmask（）），阻止的信号查询（sigpending（）），信号等待（sigsuspend（））等，它们可以实现进程之间的异步信号以及诸如发送之类的功能信号kill（）功能. LinuxThreads程周围封装了sigaction（）和raise（）. 本节重点介绍LinuxThreads中扩展的异步信号函数，包括三个函数pthread_sigmask（），pthread_kill（）和sigwait（）. 毫无疑问，所有POSIX异步信号功能都可用于线程.

int pthread_sigmask（int方式，const sigset_t * newmask，sigset_t * oldmask）

设置线程的信号掩码代码. 语义与sigprocmask（）相同，但是保护了不允许屏蔽的Cancel信号和不允许响应的Restart信号. 被屏蔽的信号保存在信号队列中，可以通过sigpending（）函数取出.

int pthread_kill（pthread_t线程，int签名）

将忽略信号发送到线程号线程. 在实现中，在通过线程线程号找到相应的进程号之后，使用kill（）系统调用完成传输.

int sigwait（const sigset_t * set，int * sig）

挂起线程，等待集合中指定的信号之一到达，然后将到达的信号存储在* sig中. POSIX标准建议在调用sigwait（）等待信号之前，进程中的所有线程都应屏蔽该信号，以确保只有sigwait（）的调用者才能获取该信号. 因此，对于需要等待同步的异步信号，它们应该始终为. 在创建任何线程之前，调用pthread_sigmask（）来屏蔽该信号的处理. 此外，在调用sigwait（）的过程中，最初附加到该信号的信号处理函数不会被调用.

如果在等待期间收到取消信号，则等待立即退出，这意味着sigwait（）被实现为取消点.

五种其他同步方法

除了上面讨论的同步方法外，许多其他进程间通信方法也可用于LinuxThreads，例如基于文件系统的IPC（管道，Unix域套接字等），消息队列（Sys.V或Posix），System V信号灯等. 只有一件事要注意，LinuxThreads在内核中被视为独立的进程，作为共享存储区，共享文件系统属性，共享信号处理和共享文件描述符.

六，条件变量，互斥量和信号量之间的区别

1）. 互斥锁必须始终由锁定它的线程解锁，并且不必通过执行其等待操作的同一进程来执行信号量的挂起. 一个线程可以等待给定的信号量，而另一个线程可以挂出该信号量.

2）. 互斥锁处于锁定状态或未锁定状态（二进制状态，键入二进制信号量）

3）. 由于信号灯具有与其关联的状态（其计数值），因此始终会记住信号灯挂起操作. 但是，在将信号发送到条件变量时，如果没有线程在等待条件变量，则该信号将丢失.

4）. 互斥锁设计用于锁定，条件变量设计用于等待. 信号量可用于锁定或等待，这可能导致更多的开销和更高的复杂性. 性.

原始博客文章:

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-184064-2.html