线程间通信的定义及全局变量的方法

Posted 2020-06-15

　　作者：华清远见讲师

　　多进程和多线程是系统执行多任务机制的重要手段，多任务同时进行自然少不了相互之间的通信工作。下面先将线程间的通信方式总结一下，便于大家对比学习。

　　首先来说线程间的通信。因为多个线程是共享进程的空间的，所以线程之间的通信比较简单，主要是利用全局变量的方法。全局变量对进程内的的所有线程都是可见的，所以多个线程可以通过操作全局变量达到相互通信的效果。但是这也存在一个问题，就是“资源”的竞争。

　　这里所说的资源指的就是全局变量，正是因为这种竞争(因为多线程是同时运行的，而我们往往不会去控制线程运行的顺序，不然也不会用多线程了)，导致可一些我们不愿见到的结果，所以我们每个线程对全局变量的操作都希望是原子性的。

　　为了解决这个问题在线程见引入了三种同步互斥机制，分别是信号量，互斥锁，条件变量。

　　具体的函数应用如下：

　　信号量

　　#include

　　int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

　　功能：信号量的初始化。

　　参数：

　　sem：就是信号量的标识符

　　pshared: 0, 表示该信号量用于线程之间的通信。

　　非0， 表示该信号量用于进程程之间的通信。

　　value:非负的整数，就是信号量的初值。

　　如果为0， 表示没有资源。

　　int sem_wait(sem_t *sem);

　　功能：阻塞申请信号量资源， 当信号量的值等于0时，睡眠等待。

　　一旦申请成功，那么信号量的值就会被减1.

　　参数：sem：

　　int sem_trywait(sem_t *sem);

　　功能：非阻塞申请信号量资源，如果申请不到资源，那么该函数立刻返回。

　　int sem_post(sem_t *sem);

　　功能：释放信号量资源

　　释放成功，信号量的值加1.

　　int sem_getvalue(sem_t *sem, int *svalue);

　　功能：获得当前信号量的值。

　　参数： sem, 指定要获得的信号量

　　svalue,用于保存获得的信号量的值。

　　int sem_destroy(sem_t *sem);

　　功能：销毁无名信号量。

　　线程互斥锁

　　int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);

　　功能：产生一把锁

　　参数：mutex： 线程锁的标识符

　　attr： 设置线程锁的属性，通常为NULL。

　　pthread_mutex_t lock;

　　pthread_mutex_init(&lock, NULL);

　　int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

　　功能：上锁， 阻塞等待，直到能够得到这把锁。

　　int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

　　功能:解锁。

　　int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);

　　功能：就是销毁一把锁。

　　条件变量：

　　int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);

　　功能：初始化条件变量。

　　参数： cond: 条件变量的标识符

　　atrr：条件变量的属性，通常为NULL。

　　pthread_cond_t cond;

　　pthread_cond_init(&cond, NULL);

　　int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

　　功能：就是给一个需要该条件变量的线程发送唤醒的信号。

　　int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);

　　功能：给所有需要该条件变量的线程都发送唤醒信号。

　　int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);

　　功能：就是导致线程睡眠在此函数上，直到有线程给它发送条件变量的唤醒信号。

　　参数：cond ：需要改条件变量

　　mutex:就是一个锁。

　　pthread_cond_wait():先将锁解开，然后进入睡眠，当被唤醒的时候需要重新加锁(如果此时得不到锁，那么继续睡眠)。

　　int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

　　功能：销毁条件变量。

　　这些函数的具体用法在上课时候我们已经学过，不再做更为具体的介绍，希望同学们多加练习。这里主要是总结下三者的应用。

　　这三种机制中，信号量和条件变量属于一种阻塞通知的机制。采用阻塞的方法，让一个进程中只有一个线程能“顺利执行”，执行完毕后再通知其他线程执行。而互斥锁是典型的互斥机制，对资源加以保护，在这期间不允许其他现场对保护的内容进行读写操作。通过信号量和条件变量都可以实现经典的生产者消费者模式。

　　源文：http://***column/3170.html

　　>>>更多优秀技术博文每日更新