用于线程间的同步与互斥-信号量sem

一、线程

首先我们说一下什么是线程。线程是计算机中独立运行的最小单位，在运行时占用很少的系统资源，由于每个线程占用的CPU时间是由系统分配的，因此我们可以把线程看作为系统分配CPU时间的基本单位。在我们用户看来多线程是并发执行的，但是从操作系统的角度来看，对于单核CPU来说各个线程是交替执行的，系统在各个线程之间不停的切换，每个线程只有在系统分配给它的时间内获得cup的控制权，执行线程中的代码。

二、线程的使用

了解了什么是线程之后，我们就可以使用线程，这里我们通过三个函数来对线程进行操作。
头文件：#include <pthread.h>
1.创建线程：
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
参数：
thread：用来存放线程id号
attr：线程的属性，一般用NULL
start_routine:函数指针，指线程要做的事情，类似于信号处理函数。
arg：给函数传递的参数，没有可用使用NULL
返回值：
成功：0
失败：errno

举个栗子：
pthread_t thread_A；
pthread_create(&thread_A,NULL,handler_A,NULL)
2.退出线程
void pthread_exit(void *retval);
参数：传递给接收函数的参数，标识退出状态
举个栗子：
pthread_exit((void *)0);
3.阻塞等待接收线程退出状态，并回收资源
int pthread_join(pthread_t thread,void **retval)
参数：
thread 线程号
*retval：不关心一般为NULL
返回值：成功 0 ，失败 errno
举个栗子：
pthread_join(thread_A,NULL);

三、信号量的使用

信号量：也就是操作系统中的PV原子操作，用户线程之间的同步与互斥。本质是一个非负整数计数器，被用来控制公共资源的访问。
P操作（申请资源）：如果有可用资源（信号量值大于0），则占用一个资源（信号量值-1，进入临界区代码），如果没有可用资源（信号量值等于0），则阻塞，直到系统将资源分配给线程。
V操作（释放资源）：如果该信号量的等待队列有任务在等待资源，则唤醒一个任务，如果没有则释放信号量。

头文件：#include <semaphore.h>

1.初始化：int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
参数：
sem：信号量标识
pshared：用于线程间通信， 0
value：信号量的处置，代表可用资源数个数，为了实现互斥现象一般为1.
返回值：成功 0 ，失败 -1.

2.申请资源：int sem_wait(sem_t *sem)
功能：申请资源
参数：sem‘’
返回值：成功0 失败-1

3.释放资源： int sem_post(sem_t *sem); Link with -pthread.
功能：释放资源
参数：sem‘’
返回值：成功0 失败-1

4.销毁信号量 int sem_destroy(sem_t *sem); Link with r -pthread.
功能：释放资源
参数：sem‘’
返回值：成功0 失败-1
下面给大家一个关于线程的青宁的面试题
1、 /编写一个程序，开启三个线程，这三个线程的ID分别是ABC，每个线程将自己的ID在屏幕上打印10遍，/要求输出必须按照ABC的顺序显示，如：ABCABCABC….。

  6 #include <stdio.h>7 #include <pthread.h>8 #include <semaphore.h>9 10 sem_t sem_A;11 sem_t sem_B;12 sem_t sem_C;13 14 void *pthread_A_handler(void)15 {16     int i;17     for(i=0; i<10; i++){18         sem_wait(&sem_C);                                                                                                                        19         printf("A\n");20         sem_post(&sem_A);21     }22     pthread_exit((void *)0);23 }24 25 void *pthread_B_handler(void)26 {27     int i;28     for(i=0; i<10; i++){29         sem_wait(&sem_A);30         printf("B\n");31         sem_post(&sem_B);32     }33     pthread_exit((void *)0);34 }36 void *pthread_C_handler(void)37 {38     int i;39     for(i=0; i<10; i++){40         sem_wait(&sem_B);41         printf("C\n");42         sem_post(&sem_C);43     }44     pthread_exit((void *)0);45 }46 int main()47 {48     pthread_t pthread_A;49     pthread_t pthread_B;50     pthread_t pthread_C;51     int ret;52     ret = sem_init(&sem_A,0,0);53     if(ret != 0) {54         printf("sem_init error\n");                                                                                                              55         return 1;56     }57     ret = sem_init(&sem_B,0,0);58     if(ret != 0) {59         printf("sem_init error\n");60         return 1;61     }62     ret = sem_init(&sem_C,0,1);63     if(ret != 0) {64         printf("sem_init error\n");65         return 1;66     }67
ret = pthread_create(&pthread_A,NULL,pthread_A_handler,NULL);69     if(ret != 0) {70         printf("pthread_create error\n");71         return 1;72     }73     ret = pthread_create(&pthread_B,NULL,pthread_B_handler,NULL);74     if(ret != 0) {75         printf("pthread_create error\n");                                                                                                        76         return 1;77     }78     ret = pthread_create(&pthread_C,NULL,pthread_C_handler,NULL);79     if(ret != 0) {80         printf("pthread_create error\n");81         return 1;82     }83 84 85     pthread_join(pthread_A,NULL);86     pthread_join(pthread_B,NULL);87     pthread_join(pthread_C,NULL);88     sem_destroy(&sem_A);89     sem_destroy(&sem_B);90     sem_destroy(&sem_C);91   return 0；92 }