线程与进程（5）

功能：将已经定义好的信号量赋值。
参数：sem 要初始化的信号量
pshared = 0 ;表示线程间使用信号量;pshared!=0 ;表示进程间使用信号量
value 信号量的初始值，一般无名信号量,都是二值信号量0 /1;0 表示红灯，进程暂停阻塞;
1 表示绿灯，进程可以通过执行
返回值：成功 0; 失败 -1；

sem_init(&sem_w, 0, 1);
sem_init(&sem_r, 0, 0);

（3）信号量的PV 操作

P ===》申请资源===》申请一个二值信号量 sem_wait();
V ===》释放资源===》释放一个二值信号量 sem_post();

int sem_wait(sem_t *sem); //P操作

功能：
   判断当前sem信号量是否有资源可用。
       如果sem有资源(==1)，则申请该资源，程序继续运行
       如果sem没有资源(==0)，则线程阻塞等待，一旦有资源
       则自动申请资源并继续运行程序。

注意：sem 申请资源后会自动执行 sem = sem - 1;
参数：sem 要判断的信号量资源
返回值：成功 0 ;失败 -1

int sem_post(sem_t *sem); //V操作

功能：
   函数可以将指定的sem信号量资源释放
       并默认执行，sem = sem+1;
       线程在该函数上不会阻塞。
参数：sem 要释放资源的信号量
返回值：成功 0
           失败 -1；

（4）信号量的销毁

int sem_destroy(sem_t *sem);

功能：使用完毕将指定的信号量销毁
参数：sem要销毁的信号量
返回值：成功 0；失败 -1；

练习;用多线程程序设计一个火车票售票系统，

要求:1. 至少有两个售票窗口，每个售票窗口
2. 不能重复买票，将100张车票均匀的从两个窗口卖出即可。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>

#define handle_error_en(en, msg) \
    do { errno = en; perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

int ticket = 100;

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
#if 0
void *doWin1(void *arg)
{
	int i = 0;
	while (ticket)
	{
		pthread_mutex_lock(&mutex);
		ticket--;
		printf("win1 sell ticket = %d\n",100-ticket);
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
	}

	pthread_exit(NULL);
}
#endif 
void *doWin1(void *arg)
{
	int i = 0;
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	while (ticket)
	{
		ticket--;
		printf("win1 sell ticket = %d\n",100-ticket);
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
	}

	pthread_exit(NULL);
}

void *doWin2(void *arg)
{
	int i = 0;
	pthread_mutex_lock(&mutex);
	while (ticket)
	{
		ticket--;
		printf("win2 sell ticket = %d\n",100-ticket);
		pthread_mutex_unlock(&mutex);
	}

	pthread_exit(NULL);
}


int main(int argc, const char *argv[])
{
	pthread_t tid[2];

	int ret = pthread_create(&tid[0],NULL,doWin1,NULL);
	if (ret != 0)
		handle_error_en(ret,"pthread_create fail");
	
	ret = pthread_create(&tid[1],NULL,doWin2,NULL);
	if (ret != 0)
		handle_error_en(ret,"pthread_create fail");


	pthread_join(tid[0],NULL);
	pthread_join(tid[1],NULL);
	
	return 0;
}

进程间的通信

通信方式分类：

（1）不同主机之间（基于内存）

1）古老的通信方式：管道（无名管道、有名管道）；信号；

2）IPC对象通信（改进）：【a：消息队列（用的相对少，这里不讨论）】；【b：共享内存//最高效】；【c：信号量集//信号量】；

（2）不同主机之间（socket 网络部分）；

管道

无名管道 ===》pipe ==》只能给有亲缘关系进程通信
有名管道 ===》fifo ===》可以给任意单机进程通信(同一主机内)

特性：

管道是半双工的工作模式
所有的管道都是特殊的文件不支持定位操作。lseek->> fd fseek ->>FILE* 数据流 --- FIFO(first in first out)
管道是特殊文件，读写使用文件IO。 fgets,fread,fgetc,open,read,write,close;;

无名管道（pipe函数）：

特性：【亲缘关系进程使用】；【有固定的读写端】；

流程：

创建并打开管道： pipe函数

int pipe(int pipefd[2]);

功能：创建并打开一个无名管道

参数：

pipefd[0] ==>无名管道的固定读端//0 -- 标准输入，
pipefd[1] ==>无名管道的固定写端//1 -- 标准输出

返回值：成功 0；失败 -1；

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd[2];

    if(pipe(fd) < 0)
    {
        perror("pipe fail");
        return -1;
    }

    printf("fd[0] = %d\n", fd[0]);
    printf("fd[1] = %d\n", fd[1]);

    char buf[] = "hello world";
    write(fd[1], buf, strlen(buf));

    char s[100] = {0};
    read(fd[0], s, sizeof(s));

    printf("s = %s\n", s);
    return 0;
}

注意：无名管道的架设应该在fork之前进行

管道的读写规则:

读端：pipefd[0]	写端：pipefd[1]	结果
存在	存在	写管道：管道空:可以写数据管道满:会造成-->写阻塞
不存在	存在	写管道：系统会给进程发一个信号SIGPIPE(管道破裂)
存在	存在	读管道：管道空，读不到数据，这时会造成读操作阻塞
存在	不存在	读管道：如果管道中有数据，则读取这些数据；如果没有数据，读操作不阻塞，立即返回！