linux 下用posix semaphore 解决资源竞争问题实例

/* author: hjjdebug
   date: 2023年 09月 20日 星期三 09:33:58 CST
   description: 10辆汽车通过承重5辆汽车的桥,处理一个资源争用问题
 * 10个线程代表10辆汽车
 * 桥上只能承载5辆汽车, 代表最大只能同时有5辆汽车通过
 概要:
 让10个线程竞争5个资源,用posix 接口, semaphore 来实现
1. sem_init(信号量,num) 初始化资源数
2. 每个线程要 sem_wait(信号量) 申请资源,申请不到会等待
3. 用完要sem_post(信号量), 归还资源

 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
 
sem_t semPass;
#define MAX_THREAD 10
pthread_t gThread[MAX_THREAD];
#define MAX_LOAD 5
 
void *func(void *arg)
{
    int id = *(int *)arg; //保留下参数
    //等待信号量的值
    sem_wait(&semPass); //让10个线程竞争5个资源
    printf(">>>>>>>>>>>>>> car %d passing  >>>>>>>>>>>>>> \n", id);
    sleep(2); //这里可以用sleep(rand()%5+1)模拟随即等待1-5秒的时间
    printf("============== car %d finished  ============== \n", id);
    sem_post(&semPass); //资源释放
    return NULL;
}
 
int main()
{
    sem_init(&semPass, 0, MAX_LOAD); //初始化资源数(整数)
    srand(time(NULL));
    for(int i=0; i<MAX_THREAD; i++)
    {
        //创建线程
        pthread_create(&gThread[i], NULL, func, &i); //创建10个线程
        //控制一下节奏,否则i变化太快,func拿不到正确参数i,i又变了.
        //当然也可以用其它同步手段,例如互斥量等,但usleep 是最简单的了
        usleep(1000);
    }
 
    for(int i=0; i<MAX_THREAD; i++)
    {
        //等待线程结束
        pthread_join(gThread[i],NULL);
    }
 
    return 0;
}
/*
 * 运行结果
  ./semaphore
>>>>>>>>>>>>>> car 0 passing  >>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>> car 1 passing  >>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>> car 2 passing  >>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>> car 3 passing  >>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>> car 4 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 0 finished  ==============
>>>>>>>>>>>>>> car 5 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 1 finished  ==============
>>>>>>>>>>>>>> car 6 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 2 finished  ==============
>>>>>>>>>>>>>> car 7 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 3 finished  ==============
>>>>>>>>>>>>>> car 8 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 4 finished  ==============
>>>>>>>>>>>>>> car 9 passing  >>>>>>>>>>>>>>
============== car 5 finished  ==============
============== car 6 finished  ==============
============== car 7 finished  ==============
============== car 8 finished  ==============
============== car 9 finished  ==============
 */