Следующая пара функций управляет значением семафора и объявляется следующим образом.
<b>#include <semaphore.h></b>
<b>int sem_wait(sem_t* sem);</b>
<b>int sem_post(sem_t* sem);</b>
Обе они принимают указатель на объект-семафор, инициализированный вызовом sem_init.
Функция sem_post атомарно увеличивает значение семафора на 1. Атомарно в данном случае означает, что если два потока одновременно пытаются увеличить значение единственного семафора на 1, они не мешают друг другу, как в случае двух программ, которые читают, увеличивают и записывают значение в файл в одно и то же время. Если обе программы пытаются увеличить значение на 1, семафор всегда будет корректно увеличивать значение на 2.
Функция sem_wait атомарно уменьшает значение семафора на единицу, но всегда ждет до тех пор, пока сначала счетчик семафора не получит ненулевое значение. Таким образом, если вы вызываете sem_wait для семафора со значением 2, поток продолжит выполнение, а семафор будет уменьшен до 1. Если sem_wait вызывается для семафора со значением 0, функция будет ждать до тех пор, пока какой-нибудь другой поток не увеличит значение, и оно станет ненулевым. Если оба потока ждут в функции sem_wait, чтобы один и тот же семафор стал ненулевым, и он увеличивается когда-нибудь третьим потоком, только один из двух ждущих потоков получит возможность уменьшить семафор и продолжиться; другой поток так и останется ждущим. Эта атомарная способность "проверить и установить" в одной функции и делает семафор столь ценным.
Примечание
Есть и другая функция семафора sem_trywait — это неблокирующий партнер sem_wait. Мы не будем ее обсуждать в книге в дальнейшем, дополнительную информацию см. в интерактивном справочном руководстве.
Последняя функция семафоров — sem_destroy. Она очищает семафор, когда вы закончили работу с ним, и объявляется следующим образом:
<b>#include <semaphore.h></b>
<b>int sem_destroy(gem_t* sem);</b>
И снова эта функция принимает указатель на семафор и очищает любые ресурсы, которые у него могли быть. Если вы попытаетесь уничтожить семафор, которого дожидается какой-либо поток, то получите ошибку.
Как и большинство других, функций, все перечисленные функции возвращают 0 в случае успешного завершения.
А теперь выполните упражнение 12.3.
Упражнение 12.3. Семафор потока
Текст этой программы thread3.c также основан на тексте программы thread1.c. Поскольку изменения значительны, мы приводим новый вариант полностью.
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
void *thread_function(void *arg);
sem_t bin_sem;
#define WORK_SIZE 1024
char work_area[WORK_SIZE];
int main() {
int res;
pthread_t a_thread;
void *thread result;
res = sem_init(&bin_sem, 0, 0);
if (res != 0) {
perror("Semaphore initialization failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL);
if (res != 0) {
perror("Thread creation failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Input some text. Enter 'end' to finishn");
while (strncmp("end", work_area, 3) != 0) {
fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin);
sem_post(&bin_sem);
}
printf("nWaiting for thread to finish...n");
res = pthread_join(a_thread, &thread_result);
if (res != 0) {
perror("Thread join failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Thread joinedn");
sem_destroy(&bin_sem);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
void *thread function(void *arg) { sem_wait(&bin_sem);
while(strncmp("end", work area, 3) != 0) {
printf("You input %d charactersn", strlen(work_area)-1);
sem_wait(&bin_sem);
}
pthread_exit(NULL);
}
Первое важное изменение — включение файла semaphore.h для обеспечения доступа к функциям семафоров. Далее вы объявляете семафор и несколько переменных и инициализируете семафор перед тем, как создать новый поток.
sem_t bin_sem;
#define WORK_SIZE 1024
char work_area[WORK_SIZE];
int main() {
int res;
pthread_t a_thread;
void *thread_result;
res = sem_init(&bin_sem, 0, 0);
if (res != 0) {
perror("Semaphore initialization failed");