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Linux 线程——信号量

article 2024/11/15 11:13:19

题目：编写代码实现编写一个程序，开启三个线程，这三个线程的ID分别是A,B,C,每个线程将自己的ID在屏幕上打印10遍，要求输出必须按照ABC的顺序显示，如：ABCABCABC...

思路：创建三个ID分别为ABC的线程，定义三个信号量，利用信号量减值0时会堵塞这一特点来实现ABC顺序显示。具体是给A一个信号量，B和C设初始信号量为0，当A申请信号量，信号量减1成0，信号量A堵塞，这时对B释放信号量，开始执行线程B，当B也申请信号量减一变0造成堵塞时，C释放信号量，执行线程C.......一直循环.....

代码：

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
#include<string.h>
pthread_t A,B,C;     //获取线程ID 
pthread_mutex_t lock;  //互斥锁 
sem_t sem1,sem2,sem3;  //定义信号量 
/*创建线程函数的目的是因为 线程创建函数pthread_create的第三个参数是一个函数指针*/ 
void *A_handler(void *arg)     //线程A函数 
{
    int  count = *((int *)arg);//线程执行次数，通过线程创建函数pthread_create的第四个参数获取 
   	while(count > 0)
    {
    	sem_wait(&sem1);        //为信号量sem1申请信号量，若申请成功信号量值减1 
    	//pthread_mutex_lock(&lock); //上锁 
      	printf("A...\n"); //申请成功输出A，A为线程A标识符 
        sleep(1);         //休眠1秒 
        count--;			//线程A执行次数减1 
        //pthread_mutex_unlock(&lock);//解锁 
        sem_post(&sem2); //释放信号量，信号量值加一。此操作是为了防止sem1将信号量申请完造成堵塞，因此这里让sem2释放信号量，始终保留一定信号量。 
	}
	pthread_exit("A...exit");//终止调用线程A 
}
void *B_handler(void *arg)  //线程B函数 
{
	int count = *((int *)arg); //线程B执行次数 通过线程创建函数pthread_create的第四个参数arg获取 
	
	while(count > 0)
	{
		sem_wait(&sem2);     //为sem2申请信号量,信号量 值减一 
		//pthread_mutex_lock(&lock);//上锁 
		printf("B...\n");//打印B申请成功的提示 
		sleep(1);//休眠1秒 
		count--;//线程B执行次数减1，直到不大于0，不再申请 
		//pthread_mutex_unlock(&lock);
		sem_post(&sem3);//同线程A函数，以释放信号量sem3来满足信号量sem2 申请所需的信号量，防止堵塞 
	}
	pthread_exit("B...exit");//终止调用线程B 
}
void *C_handler(void *arg)//线程C函数 
{
	int count = *((int *)arg);//线程C执行次数 通过线程创建函数pthread_create的第四个参数arg获取 
	
	while(count > 0)
	{
		sem_wait(&sem3);//为sem3申请信号量,信号量 值减一 
		//pthread_mutex_lock(&lock);//上锁 
		printf("C...\n");//输出提示，表示申请成功 
		sleep(1);//休眠，也可以说是延时 
		count--;// 线程C执行次数减1，直到不大于0，不再申请
		//pthread_mutex_unlock(&lock);
		sem_post(&sem1);//同线程A和B函数，以释放信号量sem1来满足信号量sem3申请所需的信号量，防止堵塞 
	}
	pthread_exit("C...exit");//终止线程C调用，打印终止字符提示 
}
int main(int argc,const char *argv[]) //参数用于对运行成功后传入终端输入参数的个数和名称 
{
	int arg1 = 10; //线程A执行次数 
	int arg2 = 10; //线程B执行次数 
	int arg3 = 10;//线程C执行次数 
	void *retval;  //非空指针，用于pthread_join函数返回线程标识 
	 /*信号量初始化，参数1为信号量标识符，参数2有两个值,为0时表示信号量用于同一进程多线程之间，非0时表示信号量由于进程与进程之间  参数3为信号量初始值 */
	 
	/*三个信号量分别设置1,0,0;基此循环*/ 
	if(sem_init(&sem1,0,1)<0)  //信号量sem1初始化 
	{                         
		perror("sem_init error");
	}
	
	if(sem_init(&sem2,0,0)<0)//信号量sem2初始化 
	{
		perror("sem_init error");
	}
	
	if(sem_init(&sem3,0,0)<0)//信号量sem3初始化 
	{
		perror("sem_init error");
	}
	
	/*线程创建函数pthread_create，共有四个参数，参数1为线程标识符，也叫线程ID；参数2指向一个结构体，为NULL时表示采用默认属性，参数3指向线程函数，参数4为参数3指向的函数传参。*/ 
	if(pthread_create(&A,NULL,A_handler,(void *)&arg1) != 0)  //创建ID为A，默认属性，指向线程函数A，传入参数（执行次数）为 arg1的线程 
	{
		perror("pthread_createA error");
		
	}
	if(pthread_create(&B,NULL,B_handler,(void *)&arg2) != 0)//创建ID为B，默认属性，指向线程函数B，传入参数（执行次数）为 arg2的线程 
	{
		perror("pthread_createB error");
		
	}
	if(pthread_create(&C,NULL,C_handler,(void *)&arg3) != 0)//创建ID为C，默认属性，指向线程函数C，传入参数（执行次数）为 arg3的线程 
	{
		perror("pthread_createC error");
		
	}
	/*pthread_join函数用于线程终止后返回非空指针retval保存的线程标识符 */
	pthread_join(A,&retval);           //返回线程A的标识符
	printf("%s\n",(char *)retval);     //输出线程标识符 
	
	pthread_join(B,&retval);
	printf("%s\n",(char *)retval);
	
	pthread_join(C,&retval);
	printf("%s\n",(char *)retval);
	
	sem_destroy(&sem1);  //摧毁信号量 
	sem_destroy(&sem2);
	sem_destroy(&sem3);
	
	//pthread_mutex_destory(&lock);
	return 0;
}

编译时要加后缀 -lpthread