【操作系统原理】信号量的应用

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原理

1、生产者--消费者问题：

2、信号量类型的声明：

Sem_t sem类型

3、信号量函数原型（初始化）：

Sem_init(sem_t *sem，int pshared，unsigned int value)：

①sem参数，为信号量地址

②pshared参数，值为0时，用于线程间同步，值为1时，用于进程间同步

③value参数，指定同时访问的线程数（初始值）

4、信号量操作函数（PV操作）：

int sem_wait(sem_t *sem):调用一次，信号量sem进程减一。当为0时，再次进行减一，进行阻塞（P操作）

int sem_post(sem_t *sem):调用一次，信号量sem进程加一。当为N时，再次进行加一，进行阻塞（V操作）

所有这些函数在成功时都返回 0；错误保持信号量值没有更改，返回-1。

过程与结果（可贴图）

1、在main函数下创建两个线程，一个线程为生产者线程， 一个线程为消费者线程，通过编程实现单缓冲区的生产者和消费者问题，通过观察实验结果分析信号量机制在同步与互斥中的实现原理。

采用同步机制使一个生产者线程，向单缓冲区数组写入数据，而另一个消费者线程，从数组中读取数据，通过两个信号量的P、V操作实现两线程的顺序先后，两者间为“先生产再消费”。

图 代码及运行结果

2、在main函数下，创建4个线程，两个线程为生产者线程，两个线程为消费者线程，尝试实现两个生产者线程和两个消费者线程共享3个缓冲区的情况。

图 代码及运行结果

这里创建了4个线程，其中2个线程为生产者线程，2个线程为消费者线程。生产者线程用于生成数据，消费者线程用于处理数据。生产者和消费者线程共享3个缓冲区。