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如何使用C++信号量？

2023-07-04 04:12:24 深夜i -- --

C++ 信号量使用

C++信号量是一种线程同步工具，它能够在多线程编程中实现对共享资源的并发访问控制。在实际应用中，我们通常需要使用信号量来解决线程之间的互斥、同步和通知等问题。因此，掌握如何使用C++信号量是很重要的。

C++信号量的基本原理是：当一个线程需要访问一个共享资源时，它必须先获得该资源的信号量，然后才能进行后续的操作。而其他线程在此期间则无法访问该资源，直到该线程完成操作并释放信号量为止。

在C++中，我们可以使用头文件中提供的信号量接口来实现信号量的创建、初始化、加锁和释放等操作。以下是一个简单的示例代码，展示了如何使用C++信号量来控制两个线程对一个资源的访问。


#include <iostream>
#include <thread>
#include <semaphore.h>
using namespace std;
// 定义一个信号量
sem_t sem;
// 定义一个共享资源
int count = 0;
// 定义一个线程函数，用于对共享资源进行加操作
void thread_add() {
 for (int i = 0; i < 10; ++i) {
  // 等待信号量
  sem_wait(&sem);
  // 访问共享资源
  ++count;
  cout << "Thread Add: " << count << endl;
  // 释放信号量
  sem_post(&sem);
 }
}
// 定义一个线程函数，用于对共享资源进行减操作
void thread_dec() {
 for (int i = 0; i < 10; ++i) {
  // 等待信号量
  sem_wait(&sem);
  // 访问共享资源
  --count;
  cout << "Thread Dec: " << count << endl;
  // 释放信号量
  sem_post(&sem);
 }
}
int main() {
 // 初始化信号量
 sem_init(&sem, 0, 1);
 // 创建两个线程
 thread t1(thread_add);
 thread t2(thread_dec);
 // 等待两个线程执行完毕
 t1.join();
 t2.join();
 // 销毁信号量
 sem_destroy(&sem);
 return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个共享资源count，并通过信号量sem来控制对该资源的访问。在两个线程函数中，我们先通过sem_wait()函数等待信号量，然后对共享资源进行加减操作，最后再通过sem_post()函数释放信号量。

需要注意的是，信号量的初始值应该为1或者更多，否则可能会出现死锁的情况，因为等待信号量的线程无法获取信号量而一直处于阻塞状态。

总之，C++信号量是一种非常有用的多线程编程工具，在实际应用中，我们可以通过信号量来实现多个线程之间的同步和通信，从而提高程序的性能和可靠性。需要掌握信号量的使用方法，以便在合适的场合下选择合适的同步策略，保证程序的正确性。

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