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linux互斥信号量编程

在Linux中,互斥信号量(Mutex Semaphore)是一种用于控制多个进程或线程对共享资源的访问的同步机制。

基础概念:

  • 信号量是一个整型变量,用于表示可用资源的数量。
  • 互斥信号量的值通常为 1 或 0 ,表示资源被占用或未被占用。

优势:

  • 防止多个进程或线程同时访问共享资源,避免数据不一致和竞态条件。
  • 简单有效的同步机制,易于理解和实现。

类型:

  • 二进制信号量(互斥信号量):值只能为 0 或 1 。
  • 计数信号量:可以表示多种资源的数量。

应用场景:

  • 多线程编程中共享数据的保护。
  • 进程间通信中对共享资源的协调访问。

以下是一个使用 POSIX 信号量实现互斥的简单示例代码(C 语言):

代码语言:txt
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

sem_t mutex;

void* thread_func(void* arg) {
    sem_wait(&mutex);
    // 访问共享资源
    printf("Thread %ld is accessing the shared resource
", (long)arg);
    sleep(1);
    sem_post(&mutex);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t threads[5];
    sem_init(&mutex, 0, 1);

    for (long i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, (void*)i);
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    sem_destroy(&mutex);
    return 0;
}

可能出现的问题及解决方法:

  • 死锁:如果一个线程在持有信号量的情况下被阻塞,可能导致死锁。要确保在任何情况下都能正确释放信号量。
  • 信号量初始化错误:如果初始值设置不正确,可能导致资源访问混乱。需根据需求正确初始化。
  • 忘记释放信号量:导致其他线程或进程一直等待。在访问完共享资源后一定要调用sem_post释放。
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