關于線程間通信
時間：2018-09-21 來源：未知
多進程和多線程是系統執行多任務機制的重要手段，多任務同時進行自然少不了相互之間的通信工作。下面先將線程間的通信方式總結一下，便于大家對比學習。
首先來說線程間的通信。因為多個線程是共享進程的空間的，所以線程之間的通信比較簡單，主要是利用全局變量的方法。全局變量對進程內的的所有線程都是可見的，所以多個線程可以通過操作全局變量達到相互通信的效果。但是這也存在一個問題，就是“資源”的競爭。
這里所說的資源指的就是全局變量，正是因為這種競爭(因為多線程是同時運行的，而我們往往不會去控制線程運行的順序，不然也不會用多線程了)，導致可一些我們不愿見到的結果，所以我們每個線程對全局變量的操作都希望是原子性的。
為了解決這個問題在線程見引入了三種同步互斥機制，分別是信號量，互斥鎖，條件變量。
具體的函數應用如下：
信號量
#include
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
功能：信號量的初始化。
參數：
sem：就是信號量的標識符
pshared: 0, 表示該信號量用于線程之間的通信。
非0， 表示該信號量用于進程程之間的通信。
value:非負的整數，就是信號量的初值。
如果為0， 表示沒有資源。
int sem_wait(sem_t *sem);
功能：阻塞申請信號量資源， 當信號量的值等于0時，睡眠等待。
一旦申請成功，那么信號量的值就會被減1.
參數：sem：
int sem_trywait(sem_t *sem);
功能：非阻塞申請信號量資源，如果申請不到資源，那么該函數立刻返回。
int sem_post(sem_t *sem);
功能：釋放信號量資源
釋放成功，信號量的值加1.
int sem_getvalue(sem_t *sem, int *svalue);
功能：獲得當前信號量的值。
參數： sem, 指定要獲得的信號量
svalue, 用于保存獲得的信號量的值。
int sem_destroy(sem_t *sem);
功能：銷毀無名信號量。
線程互斥鎖
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
功能：產生一把鎖
參數：mutex： 線程鎖的標識符
attr： 設置線程鎖的屬性，通常為NULL。
pthread_mutex_t lock;
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
功能：上鎖， 阻塞等待，直到能夠得到這把鎖。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
功能:解鎖。
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
功能：就是銷毀一把鎖。
條件變量：
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *restrict cond, const pthread_condattr_t *restrict attr);
功能：初始化條件變量。
參數： cond: 條件變量的標識符
atrr：條件變量的屬性，通常為NULL。
pthread_cond_t cond;
pthread_cond_init(&cond, NULL);
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);
功能：就是給一個需要該條件變量的線程發送喚醒的信號。
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
功能：給所有需要該條件變量的線程都發送喚醒信號。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, pthread_mutex_t *restrict mutex);
功能：就是導致線程睡眠在此函數上，直到有線程給它發送條件變量的喚醒信號。
參數：cond ：需要改條件變量
mutex:就是一個鎖。
pthread_cond_wait():先將鎖解開，然后進入睡眠，當被喚醒的時候需要重新加鎖(如果此時得不到鎖，那么繼續睡眠)。
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);
功能：銷毀條件變量。
這些函數的具體用法在上課時候我們已經學過，不再做更為具體的介紹，希望同學們多加練習。這里主要是總結下三者的應用。
這三種機制中，信號量和條件變量屬于一種阻塞通知的機制。采用阻塞的方法，讓一個進程中只有一個線程能“順利執行”，執行完畢后再通知其他線程執行。而互斥鎖是典型的互斥機制，對資源加以保護，在這期間不允許其他現場對保護的內容進行讀寫操作。通過信號量和條件變量都可以實現經典的生產者消費者模式。
