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linux信号量编程同步

基础概念

Linux信号量(Semaphore)是一种用于进程间同步的机制,主要用于控制多个进程对共享资源的访问。信号量本质上是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问数量。

相关优势

  1. 资源控制:信号量可以有效地控制对共享资源的并发访问,防止资源竞争和死锁。
  2. 简单易用:信号量的API简单,易于实现和使用。
  3. 灵活性:信号量可以用于不同的同步场景,如互斥锁、读写锁等。

类型

  1. 二进制信号量:值只能是0或1,常用于实现互斥锁。
  2. 计数信号量:值可以是任意非负整数,用于控制对一组资源的访问。

应用场景

  1. 进程间同步:多个进程需要访问同一资源时,使用信号量来协调它们的访问顺序。
  2. 互斥访问:确保同一时间只有一个进程可以访问某个资源。
  3. 资源池管理:控制对一组有限资源的访问,如数据库连接池。

示例代码

以下是一个使用POSIX信号量实现进程间同步的简单示例:

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

#define NUM_THREADS 5

sem_t sem;

void* thread_func(void* arg) {
    sem_wait(&sem); // 等待信号量
    printf("Thread %ld is running\n", (long)arg);
    // 模拟工作
    sleep(1);
    printf("Thread %ld is done\n", (long)arg);
    sem_post(&sem); // 释放信号量
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    int rc;
    long t;

    sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信号量,初始值为1

    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
        rc = pthread_create(&threads[t], NULL, thread_func, (void*)t);
        if (rc) {
            perror("pthread_create");
            exit(-1);
        }
    }

    for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
        pthread_join(threads[t], NULL);
    }

    sem_destroy(&sem); // 销毁信号量
    pthread_exit(NULL);
}

参考链接

常见问题及解决方法

  1. 信号量初始化失败
    • 原因:可能是由于系统资源不足或信号量初始化参数错误。
    • 解决方法:检查系统资源使用情况,确保信号量初始化参数正确。
  • 信号量等待超时
    • 原因:可能是由于其他进程长时间占用信号量,导致当前进程等待超时。
    • 解决方法:优化资源访问逻辑,减少信号量占用时间,或者增加超时时间。
  • 信号量释放失败
    • 原因:可能是由于信号量被多次释放,或者信号量已经被销毁。
    • 解决方法:确保信号量只被释放一次,并且在释放前检查信号量的状态。

通过以上内容,您应该对Linux信号量编程同步有了更深入的了解。如果还有其他问题,请随时提问。

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