Linux多线程同步利器：POSIX信号量（从入门到精通教程）

核心函数与用法详解

POSIX信号量主要通过以下函数操作，这些函数定义在头文件中：

• sem_init()：初始化信号量，设置初始值和共享模式（进程间或线程间）。
• sem_wait()：执行P操作，等待信号量；若值大于0则减1，否则阻塞线程。
• sem_post()：执行V操作，发布信号量；将值加1并唤醒等待线程。
• sem_destroy()：清理信号量资源，避免内存泄漏。

这些函数是多线程编程中实现同步的基石，通过合理使用它们，可以构建高效且稳定的并发应用。

实战示例：使用POSIX信号量同步线程

以下是一个简单示例，展示如何用POSIX信号量保护共享变量，确保线程安全。代码模拟了5个线程递增一个计数器，并通过信号量避免冲突。

#include #include #include int counter = 0; // 共享资源sem_t sem; // 声明信号量void* increment(void* arg) {    sem_wait(&sem); // 等待信号量，进入临界区    for (int i = 0; i < 10000; i++) {        counter++; // 安全递增    }    sem_post(&sem); // 发布信号量，离开临界区    return NULL;}int main() {    pthread_t threads[5];    sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信号量，初始值为1（二进制信号量）    // 创建5个线程    for (int i = 0; i < 5; i++) {        pthread_create(&threads[i], NULL, increment, NULL);    }    // 等待所有线程结束    for (int i = 0; i < 5; i++) {        pthread_join(threads[i], NULL);    }    sem_destroy(&sem); // 销毁信号量    printf("最终计数器值: %d", counter); // 应为50000    return 0;}

运行此程序，计数器将正确输出50000，证明了信号量同步的有效性。如果没有信号量，由于线程竞争，结果可能小于50000。这个例子突出了Linux信号量在实践中的重要性。

常见问题与SEO关键词总结

学习POSIX信号量时，新手常遇到信号量初始值设置、死锁避免等问题。建议从简单案例开始，逐步深入复杂场景。本文涵盖了POSIX信号量的基础知识、函数用法和实战示例，旨在帮助读者掌握多线程编程中的同步技巧。记住，信号量同步是Linux系统编程的核心主题之一，熟练运用Linux信号量能大幅提升代码可靠性。

通过本教程，您应该对POSIX信号量有了全面了解。继续实践并探索更多高级特性，如命名信号量或超时等待，以优化您的并发应用。