【C/C++多線程編程之七】pthread訊號量

多線程編程之訊號量
     Pthread是 POSIX threads 的簡稱，是POSIX的線程標準。         互斥量用來處理一個共用資源的同步訪問問題，當有多個共用資源時，就需要用到訊號量機制。         訊號量機制用於保證兩個或多個共用資源被線程協調地同步使用，訊號量的值對應當前可用資源的數量。
         1.訊號量（samaphore）:
        訊號量機制通過訊號量的值控制可用資源的數量。線程訪問共用資源前，需要申請擷取一個訊號量，如果訊號量為0，說明當前無可用的資源，線程無法擷取訊號量，則該線程會等待其他資源釋放訊號量（訊號量加1）。如果訊號量不為0，說明當前有可用的資源，此時線程佔用一個資源，對應訊號量減1。        舉例：        停車場有5個停車位，汽車可使用停車位。在這裡5個停車位是共用的資源，汽車是線程。開始訊號量為5，表明此時有5個停車位可用。一輛汽車進入停車場前，先查詢訊號量的值，不為0表明有可用停車位，汽車進入停車場並使用一個停車位，訊號量減1，表明佔用一個停車位，可用數減少。                  2.訊號量基本函數：         #include <semaphore.h>
初始化訊號量：
        int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int val);        該函數第一個參數為訊號量指標，第二個參數為訊號量類型（一般設定為0），第三個為訊號量初始值。第二個參數pshared為0時，該進程內所有線程可用，不為0時不同進程間可用。
訊號量減1：
        int sem_wait(sem_t *sem);        該函數申請一個訊號量，當前無可用訊號量則等待，有可用訊號量時佔用一個訊號量，對訊號量的值減1。
訊號量加1：
        int sem_post(sem_t *sem);        該函數釋放一個訊號量，訊號量的值加1。
銷毀訊號量：
        int sem_destory(sem_t *sem);        該函數銷毀訊號量。       
        3.牛刀小試：        採用訊號量機制，解決蘋果橙子問題：一個能放N（這裡N設為3）個水果的盤子，爸爸只往盤子裡放蘋果，媽媽只放橙子，女兒只吃盤子裡的橙子，兒子只吃蘋果。        採用三個訊號量：        1.sem_t empty:訊號量empty控制盤子可放水果數，初始為3，因為開始盤子為空白可放水果數為3。        2.sem_t  apple ;訊號量apple控制兒子可吃的蘋果數，初始為0，因為開始盤子裡沒蘋果。        3.sem_t orange;訊號量orange控制女兒可吃的橙子是，初始為0，因為開始盤子裡沒橙子。註：互斥量work_mutex只為printf輸出時能夠保持一致，可忽略。