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C++多线程编程中的信号量

2023-06-29 08:23:44 深夜i -- --

C++ 多线程编程信号量

信号量在C++多线程编程中扮演着很重要的角色。它们可以用来同步和互斥访问共享资源。

信号量是一个整数值，表示可用资源的数量。当某个线程需要访问共享资源时，它会尝试获取信号量。如果信号量值大于0，线程就可以访问共享资源，并将信号量值减少1。如果信号量值为0，线程就必须等待，直到其他线程释放共享资源并增加信号量值为止。

信号量还可以用来控制线程的执行顺序。例如，可以创建两个线程并给它们分配一个信号量。一个线程在访问共享资源前必须等待信号量大于0，而另一个线程在访问共享资源前必须等待信号量等于0。通过这种方式，可以保证这两个线程的执行顺序。

C++标准库提供了标准的信号量实现，可以通过调用std::semaphore类来使用。下面是一个使用std::semaphore实现线程同步的例子：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <semaphore>
std::mutex print_mutex;
std::semaphore sem(1);
void worker(int id) {
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    sem.acquire(); //等待资源
    std::lock_guard<std::mutex> lock(print_mutex);
    std::cout << "Thread " << id << " is working." << std::endl;
    sem.release(); //释放资源
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); //模拟工作
  }
}
int main() {
  std::thread t1(worker, 1);
  std::thread t2(worker, 2);
  t1.join();
  t2.join();
  return 0;
}

在这个例子中，两个线程t1和t2在获取和释放信号量sem时进行同步。每个线程都会获取信号量，以确保输出的顺序正确，然后释放信号量，以便另一个线程可以获取它。

信号量是C++多线程编程的一个重要概念。正确使用信号量可以确保线程安全和同步，从而避免竞态条件和死锁等问题。需要注意的是，在使用信号量时，线程必须满足正确的获取和释放信号量的顺序，否则可能会导致死锁或其他问题。

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