线程同步（三）—— 信号量

线程信号量和进程信号量类似，Unix提供了两套与信号量有关的API。POSIX和System V。两套API都可以在线程和进程中使用。

进程中使用信号量是为了保证临界资源的控制，线程中已经有了互斥锁，而且还有条件变量对线程进行控制，信号量是不是就有点多余了呢？

其实在进程中也是可以使用互斥锁和控制变量，信号量和线程锁看似类似，但实际上还是有本质区别。

线程锁：只能对临界资源进行01操作，CPU在某个时刻只允许一个线程占用。谁加锁谁解锁。

信号量：PV操作，对结构体内计数器进行增减，允许多个线程进入临界资源，也没有限制必须同一个线程对信号量进行占用和释放。

            例如AB两个线程都在访问临界资源，C线程处于阻塞，只要AB任意释放，C即可获得信号量。

下面是与之前进程通信的SemOp类用于线程的代码。

#include <pthread.h>  
#include <unistd.h>  
#include <sys/sem.h>
#include <iostream>

using namespace std;

class ThreadInterface
{
public:
    void CreateThread(void* (*func)(void *),void *sem);
    void WaitThread();
private:
    pthread_t m_pTread;   
};

void ThreadInterface::CreateThread(void* (*func)(void *),void *sem)
{
    pthread_create(&m_pTread, NULL, func, sem); 
}

void ThreadInterface::WaitThread()
{
    pthread_join(m_pTread, NULL); 
}

class SemOp
{
public:
    SemOp():m_iSemID(0){};
    void InitSem();
    void GetSem();
    void ReleaseSem();
    void DelSem();
private:
    int m_iSemID;
};

void SemOp::InitSem()
{
    if ((m_iSemID = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0600|IPC_CREAT)) <= 0)
        cout<<"get semID failure!"<<endl;
    semctl(m_iSemID, 0, SETVAL, 1);
}

void SemOp::GetSem()
{
    struct sembuf sem_get;
    sem_get.sem_num = 0;
    sem_get.sem_op = -1;
    sem_get.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(m_iSemID,&sem_get,1);
}

void SemOp::ReleaseSem()
{
    struct sembuf sem_release;
    sem_release.sem_num = 0;
    sem_release.sem_op = 1;
    sem_release.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(m_iSemID,&sem_release,1);
}

void SemOp::DelSem()
{
    semctl(m_iSemID, 0, IPC_RMID);
}

class Service
{
public:
    static void* run(void *pSem)
    {
        SemOp *sem = reinterpret_cast<SemOp*>(pSem);//指针强转
        sem->GetSem();
        for (int i = 0; i < 5; ++i)
        {
            cout<<"This is thread 2!"<<endl;
            sleep(1);
        }
        sem->ReleaseSem();
    }
};

int main()
{
    Service Srv;
    ThreadInterface Thread;
    SemOp sem;
    
    sem.InitSem();
    Thread.CreateThread(&Srv.run, &sem);    //向线程传入信号量
    
    sem.GetSem();
    for (int i = 0; i < 5; ++i)
    {
        cout<<"This is thread 1!"<<endl;
        sleep(1);
    }
    sem.ReleaseSem();
    Thread.WaitThread();
    sem.DelSem();
    return 0;
}

测试结果：

结果和互斥锁效果一致，也可以配合条件变量使用！