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线程同步
了解线程信号量的基础知识，对深入理解python的线程会大有帮助。
当两个线程同时执行时，不可避免同时操作同一个变量或者文件等，所以需要有一组机制来确保他们能正确的运行：信号量和互斥量。信号量可以分为最简单的“二进制信号量”和更通用的“计数信号量”。信号量通常用来保护一段代码，使其每次只能被一个执行线程运行，这种情况下需要用到二进制信号量。有时候希望可以允许有限数目的线程执行一段指定代码，这就需要用到计数信号量。实际上，技术信号量是一种二进制信号量的逻辑扩展，实际两者调用的函数一样。
互斥量和信号量很相似，事实上他们可以互相通过对方来实现。但在实际应用中，对于一些情况使用其中一种更符合语义而且效果更好。
用信号量进行同步
1 #include <stdio.h>
2 #include <unistd.h>
3 #include <stdlib.h>
4 #include <string.h>
5 #include <pthread.h>
6 #include <semaphore.h>
7
8 void *thread_function(void *arg);
9 sem_t bin_sem;
10
11 #define WORK_SIZE 1024
12 char work_area[WORK_SIZE]; /* 用来存放输入内容 */
13
14 int main() {
15 int res; /* 暂存一些命令的返回结果 */
16 pthread_t a_thread; /* 织带新建的线程 */
17 void *thread_result; /* 存放线程处理结果 */
18
19 res = sem_init(&bin_sem, 0, 0); /* 初始化信号量，并且设置初始值为0*/
20 if (res != 0) {
21 perror("Semaphore initialization failed");
22 exit(EXIT_FAILURE);
23 }
24 res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); /* 创建新线程 */
25 if (res != 0) {
26 perror("Thread creation failed");
27 exit(EXIT_FAILURE);
28 }
29 printf("Inout some text, Enter 'end' to finish\n");
30 while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { /* 当工作区内不是以end开头的字符串时...*/
31 fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); /* 从标准输入获取输入到worl_area */
32 sem_post(&bin_sem); /* 信号量+1 */
33 }
34 printf("\nWaiting for thread to finish...\n");
35 res = pthread_join(a_thread, &thread_result); /* 等待线程结束 */
36 if (res != 0) {
37 perror("Thread join failed");
38 exit(EXIT_FAILURE);
39 }
40 printf("Thread joined\n");
41 sem_destroy(&bin_sem); /* 销毁信号量 */
42 exit(EXIT_SUCCESS);
43 }
44
45 void *thread_function(void *arg) {
46 sem_wait(&bin_sem); /* 等待信号量有大于0的值然后-1 */
47 while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) {
48 printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area)-1); /* 获取输入字符串长度 8*/
49 sem_wait(&bin_sem); /* 等待信号量有大于0的值然后-1 */
50 }
51 pthread_exit(NULL);
52 }
用互斥量进行同步
1 #include <stdio.h>
2 #include <unistd.h>
3 #include <stdlib.h>
4 #include <string.h>
5 #include <pthread.h>
6 #include <semaphore.h>
7
8 void *thread_function(void *arg);
9 pthread_mutex_t work_mutex;
10
11 #define WORK_SIZE 1024
12 char work_area[WORK_SIZE];
13 int time_to_exit = 0; /* 用来控制是否退出*/
14
15 int main() {
16 int res;
17 pthread_t a_thread;
18 void *thread_result;
19
20 res = pthread_mutex_init(&work_mutex,NULL); /* 初始化一个互斥锁 */
21 if (res != 0) {
22 perror("Mutex initialization failed");
23 exit(EXIT_FAILURE);
24 }
25 res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); /* 创建一个新线程 */
26 if (res != 0) {
27 perror("Thread creation failed");
28 exit(EXIT_FAILURE);
29 }
30 pthread_mutex_lock(&work_mutex); /* 尝试对互斥量加锁 */
31 printf("Input some text, Enter 'end' to finish\n");
32 while(!time_to_exit) { /* 检查是不是该退出*/
33 fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); /* 从标准输入获取输入到work_area */
34 pthread_mutex_unlock(&work_mutex); /* 解锁互斥量 */
35 while(1) {
36 pthread_mutex_lock(&work_mutex);
37 if (work_area[0] != '\0') { /* 持续检查work_area 是否为空, 如果不为空继续等待，如果为空，则重新读取输入到work_area*/
38 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
39 sleep(1);
40 }
41 else {
42 break;
43 }
44 }
45 }
46 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
47 printf("\nWaiting for thread to finish...\n");
48 res = pthread_join(a_thread, &thread_result);
49 if (res != 0) {
50 perror("Thread join failed");
51 exit(EXIT_FAILURE);
52 }
53 printf("Thread joined\n");
54 pthread_mutex_destroy(&work_mutex);
55 exit(EXIT_SUCCESS);
56 }
57
58 void *thread_function(void *arg) {
59 sleep(1);
60 pthread_mutex_lock(&work_mutex); /* 尝试加锁互斥量 */
61 while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { /* 当work_area里的值不是以end开头时*/
62 printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area) -1); /* 输出输入的字符长度 */
63 work_area[0] = '\0'; /* work_area设置为空 */
64 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
65 sleep(1);
66 pthread_mutex_lock(&work_mutex);
67 while (work_area[0] == '\0') { /* 持续检查work_area 直到它里面有输入值*/
68 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
69 sleep(1);
70 pthread_mutex_lock(&work_mutex);
71 }
72 }
73 time_to_exit = 1; /* 当输入end后，设置退出标志 */
74 work_area[0] = '\0';
75 pthread_mutex_unlock(&work_mutex);
76 pthread_exit(0);
77 }
编译:gcc xinhaoliang.c -lpthread -o xinhao