QNX多线程同步之Semaphore

之前讲了QNX上Mutex的使用，Mutex作用是锁住一个资源，保证同一时间只有一个线程可以使用该资源。不过，有些情况下Mutex不能满足需求，比如某个资源可以允许两个线程同时访问，但是不允许超过两个线程访问它。这种情况下如果还是使用Mutex的话只有一个线程可以访问该资源，没有充分利用允许两个线程访问的属性。Semaphore就适合这种情况，Semaphore翻译成“信号灯”，主要是通过信号灯的数量控制访问资源的线程数。

下面通过一个形象一点的例子说明Semaphore的使用。

假设有3个连队的士兵要通过一座桥，不过这座桥同时只能有两个人通过，有三个人通过的话就会垮掉。士兵们知道了桥的情况，所以在连队内做了规定，士兵们排队通过，只有前面的士兵通过桥之后，排在后面的一个士兵才能上桥。

不过连队内的规定并不能解决问题，虽然3个连队的士兵都按连队内的规定逐个通过，但是连队之间没有协定，3个连队的第一个士兵都走上了桥，桥就垮了。因此，需要在连队之间再做一个协定（这就是多线程同步了）。

就假设军队里有个厉害的工兵，在桥上安装了个信号灯装置（就是Semaphore了），桥头有个按钮，桥尾有个按钮，桥头的按钮按一下桥上就亮起一盏灯，桥尾的按钮按一下桥上就灭一盏灯。

有了这个装置，剩下的就是给连队下规定了，规定每个连队派人上桥之前要确定桥上的灯不能亮两盏（当然也不能是两盏以上）。如果两盏灯都是亮的，必须等待到有灯灭了才可以上桥。同时，士兵上桥之前要按一下桥头的按钮，下桥的时候要按一下桥尾的按钮。

这样，3个连队的士兵都可以安全过桥了，前提是大家都按规定使用信号灯。

另外，如果桥加固了，可以允许4个人同时通过，只需要规定亮的灯是4盏以下才可以上桥。这就是信号灯的数量。

好，回到代码实现上。

首先，如果要使用Semaphore的话，需要引入semaphore.h头文件：

#include <semaphore.h>

然后需要定义一个全局的sem_t变量：

sem_t sem;

然后需要在使用Sempaphore之前对它进行初始化工作，调用的是sem_init方法，第一个参数是定义的sem_t变量，第二个参数先不理，给个0就好了，第三个参数是信号灯的数量，如上例的话就是2（同时只允许2个人通过），代码如下：

sem_init( &sem, 0, 2);

等待信号灯的方法是sem_wait，参数是定义的sem_t变量。注意这个方法包括了上面示例的几个动作，一个是上桥要看信号灯是不是亮了两盏，是的话就等待，不是的话就按一下桥头的按钮，然后上桥。

sem_wait(&sem);

按灭信号灯的方法是sem_post，参数也是定义的sem_t变量：

sem_post(&sem);

完整代码附在后面。其中的onBridge变量用于记录桥上有几个人在走，纯粹是为了说明信号灯使用的效果，不是Semaphore使用所需要的。而主线程的工作就是启动3个线程调用semFunction1方法，模拟3个连队，启动所有子线程后是一个死循环，不断查看onBridge变量，如果onBridge变量大于2则报警。当然，使用了Semaphore之后，onBridge变量是不会大于2的。同学们可以将sem_wait和sem_post注释掉看看没有使用Semaphore的效果。

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <pthread.h>

#include <semaphore.h>

sem_t sem;

int onBridge=0;

void* semFunction1(void* arg) {

int i=0;

for (i=0;i<20;i++)

{

printf("waiting a sem \n");

sem_wait(&sem);

printf("one soldier walking through the bridge\n");

onBridge++;

sleep(1);

printf("one soldier left the bridge\n");

onBridge--;

printf("posting a sem \n");

sem_post(&sem);

}

return 0;

}

int main(int argc, char *argv[]) {

printf("Starting Semaphore Test\n");

sem_init( &sem, 0, 2);

pthread_create( NULL, NULL, &semFunction1, NULL );

pthread_create( NULL, NULL, &semFunction1, NULL );

pthread_create( NULL, NULL, &semFunction1, NULL );

while(1)

{

if (onBridge>2)

{

printf("%d people on the bridge,the bridge is falling down.\n",onBridge);

}

else

{

printf("%d people on the bridge,it is save.\n",onBridge);

}

delay(200);

}

return 0;

return EXIT_SUCCESS;

}