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
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>void *thread_function(void *arg);
sem_t bin_sem;#define WORK_SIZE 1024
char work_area[WORK_SIZE]; /* 用来存放输入内容 */int main() {int res; /* 暂存一些命令的返回结果 */pthread_t a_thread; /* 织带新建的线程 */void *thread_result; /* 存放线程处理结果 */res = sem_init(&bin_sem, 0, 0); /* 初始化信号量，并且设置初始值为0*/if (res != 0) {perror("Semaphore initialization failed");exit(EXIT_FAILURE);}res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); /* 创建新线程 */if (res != 0) {perror("Thread creation failed");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Inout some text, Enter 'end' to finish\n");while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { /* 当工作区内不是以end开头的字符串时...*/fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); /* 从标准输入获取输入到worl_area */sem_post(&bin_sem); /* 信号量+1 */}printf("\nWaiting for thread to finish...\n");res = pthread_join(a_thread, &thread_result); /* 等待线程结束 */if (res != 0) {perror("Thread join failed");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Thread joined\n");sem_destroy(&bin_sem); /* 销毁信号量 */exit(EXIT_SUCCESS);
}void *thread_function(void *arg) {sem_wait(&bin_sem); /* 等待信号量有大于0的值然后-1 */while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) {printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area)-1); /* 获取输入字符串长度 8*/sem_wait(&bin_sem); /* 等待信号量有大于0的值然后-1 */}pthread_exit(NULL);
}
用互斥量进行同步
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>void *thread_function(void *arg);
pthread_mutex_t work_mutex;#define WORK_SIZE 1024
char work_area[WORK_SIZE];
int time_to_exit = 0; /* 用来控制TODO*/int main() {int res;pthread_t a_thread;void *thread_result;res = pthread_mutex_init(&work_mutex,NULL); /* 初始化一个互斥锁 */if (res != 0) {perror("Mutex initialization failed");exit(EXIT_FAILURE);}res = pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL); /* 创建一个新线程 */if (res != 0) {perror("Thread creation failed");exit(EXIT_FAILURE);}pthread_mutex_lock(&work_mutex); /* 尝试对互斥量加锁 */printf("Input some text, Enter 'end' to finish\n");while(!time_to_exit) { /* 检查是不是该退出*/fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin); /* 从标准输入获取输入到work_area */pthread_mutex_unlock(&work_mutex); /* 解锁互斥量 */while(1) {pthread_mutex_lock(&work_mutex);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*/pthread_mutex_unlock(&work_mutex);sleep(1);}else {break;}}}pthread_mutex_unlock(&work_mutex);printf("\nWaiting for thread to finish...\n");res = pthread_join(a_thread, &thread_result);if (res != 0) {perror("Thread join failed");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Thread joined\n");pthread_mutex_destroy(&work_mutex);exit(EXIT_SUCCESS);
}void *thread_function(void *arg) {sleep(1);pthread_mutex_lock(&work_mutex); /* 尝试加锁互斥量 */while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) { /* 当work_area里的值不是以end开头时*/printf("You input %ld characters\n", strlen(work_area) -1); /* 输出输入的字符长度 */work_area[0] = '\0'; /* work_area设置为空 */pthread_mutex_unlock(&work_mutex);sleep(1);pthread_mutex_lock(&work_mutex);while (work_area[0] == '\0') { /* 持续检查work_area 直到它里面有输入值*/pthread_mutex_unlock(&work_mutex);sleep(1);pthread_mutex_lock(&work_mutex);}}time_to_exit = 1; /* 当输入end后，设置退出标志 */work_area[0] = '\0';pthread_mutex_unlock(&work_mutex);pthread_exit(0);
}
参考资料
《Beginning Linux Programming》