Linux信号量Semaphore进程间同步

Semaphone 信号量多进程同步

• 可以使用 POSIX 信号量（semaphore）来进行进程间的同步
• #include <semaphore.h>
• 然后可以在使用fork()创建新的进程的时候，使用semaphone控制进程同步，两个进程可以利用semaphore互相控制
• 主要的api是
  • int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);创建
  • int sem_destroy(sem_t *sem);销毁
  • int sem_wait(sem_t *sem);阻塞等待
  • int sem_trywait(sem_t *sem);尝试等待，不阻塞
  • int sem_post(sem_t *sem);释放
  • int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);获取信号量的值

    #include <iostream>
    #include <semaphore.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/wait.h>
    
    int main() {
        // 创建信号量
        sem_t mySemaphore;
        sem_init(&mySemaphore, 1, 1);  // 参数 1 表示信号量在进程间共享，初始值为 1
    
        // 创建子进程
        pid_t childPid = fork();
    
        if (childPid == -1) {
            // 错误处理
            std::cerr << "Fork failed." << std::endl;
            return 1;
        } else if (childPid == 0) {
            // 子进程
            sem_wait(&mySemaphore);  // 等待信号量
            std::cout << "Child process is executing." << std::endl;
            sleep(2);
            sem_post(&mySemaphore);  // 释放信号量
        } else {
            // 父进程
            sem_wait(&mySemaphore);  // 等待信号量
            std::cout << "Parent process is executing." << std::endl;
            sem_post(&mySemaphore);  // 释放信号量
    
            // 等待子进程结束
            wait(nullptr);
        }
    
        // 销毁信号量
        sem_destroy(&mySemaphore);
    
        return 0;
    }

• 也可以在不同的线程之间用于同步

  #include <iostream>
  #include <thread>
  #include <semaphore.h>
  
  // 全局信号量
  sem_t mySemaphore;
  
  void threadFunction(int threadId) {
      // 在线程内等待信号量
      sem_wait(&mySemaphore);
  
      // 临界区代码
      std::cout << "Thread " << threadId << " is in the critical section." << std::endl;
  
      // 离开临界区后释放信号量
      sem_post(&mySemaphore);
  }
  
  int main() {
      // 初始化信号量
      sem_init(&mySemaphore, 0, 1);  // 在线程间共享，初始值为 1
  
      // 创建两个线程
      std::thread t1(threadFunction, 1);
      std::thread t2(threadFunction, 2);
  
      // 等待线程结束
      t1.join();
      t2.join();
  
      // 销毁信号量
      sem_destroy(&mySemaphore);
  
      return 0;
  }