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Linux 信号量实现同步，实现互斥

雪夜

发布： 2025-07-20 08:16:01

原创

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一. 实现同步

同步模板

使用信号量实现同步时，需要将信号量的初值设置为0。以下是实现同步的模板：

semaphore s = 0;

p1() {
  p(s);
  // 具体的代码
}

p2() {
  // 具体的代码
  v(s);
}

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假设p1先执行，执行到p(s)，s-=1，此时s=-1，然后p2执行完毕。CPU调度执行p1，p1首先p(s)，s-=1，s=0，然后执行具体的代码。同样也达到了先执行p2后执行p1的同步关系。

二. Linux下信号量实现同步，线程2先执行输出"hello"，线程1后执行输出"world\n"的功能

代码语言：javascript 代码运行次数：0

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <thread>
using namespace std;

int x = 10;

int main() {
  sem_t sem;
  sem_init(&sem, 0, 0);
  thread t1([&](){
    sem_wait(&sem);
    cout << "world\n";
  });
  thread t2([&](){
    cout << "hello";
    sem_post(&sem);
  });
  t1.join();
  t2.join();
  sem_destroy(&sem);
  return 0;
}

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Linux 信号量实现同步，实现互斥

三. 实现互斥

互斥模板

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互斥是对临界资源的保护，所以互斥只需要在临界区之前和之后分别进行加锁和解锁。需要注意的是，用信号量充当互斥锁实现互斥的时候，信号量的初值应设置为1，表示临界资源的个数为1。

int x = 10; // 临界资源
semaphore s = 1;

p1() {
  p(s);
  x++; // 访问临界资源
  v(s);
}

p2() {
  p(s);
  x--; // 访问临界资源
  v(s);
}

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假设p1先执行，p(s)，s-=1，s=0，假设此时CPU时间片用完，CPU调度执行p2，p(s)，s-=1，s=-1。

代码语言：javascript 代码运行次数：0

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <thread>
using namespace std;

int x = 10; // 临界资源

int main() {
  sem_t sem;
  sem_init(&sem, 0, 1);
  thread t1([&](){
    sem_wait(&sem);
    x++;
    cout << "Thread 1: x = " << x << endl;
    sem_post(&sem);
  });
  thread t2([&](){
    sem_wait(&sem);
    x--;
    cout << "Thread 2: x = " << x << endl;
    sem_post(&sem);
  });
  t1.join();
  t2.join();
  sem_destroy(&sem);
  return 0;
}

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