Linux下關于互斥鎖及同步的移植
將win32程序關于多線程的內(nèi)容移植到Linux下面，不能簡單的按照函數(shù)對應來移植。不過通過下面的對應關系，再加上你對這些模式的深入了解，相信會移植的很成功。
信號量
Windows 信號量是一些計數(shù)器變量，允許有限個線程/進程訪問共享資源。Linux POSIX 信號量也是一些計數(shù)器變量，可以用來在 Linux 上實現(xiàn) Windows 上的信號量功能。
信號量的類型： Windows 提供了有名（named）信號量和無名（unnamed）信號量。有名信號量可以在進程之間進行同步。在 Linux 上，在相同進程的不同線程之間，則只使用 POSIX 信號量。在進程之間，可以使用 System V 信號量。
等待函數(shù)中的超時： 當在一個等待函數(shù)中使用時，可以為 Windows 信號量對象指定超時值。在 Linux 中，并沒有提供這種功能，只能通過應用程序邏輯處理超時的問題。
創(chuàng)建信號量
在 Windows 中，可以使用 CreateSemaphore() 創(chuàng)建或打開一個有名或無名的信號量。
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,
LONG lInitialCount,
LONG lMaximumCount,
LPCTSTR lpName
);
在這段代碼中：
lpSemaphoreAttributes 是一個指向安全性屬性的指針。如果這個指針為空，那么這個信號量就不能被繼承。
lInitialCount 是該信號量的初始值。
lMaximumCount 是該信號量的最大值，該值必須大于 0。
lpName 是信號量的名稱。如果該值為 NULL，那么這個信號量就只能在相同進程的不同線程之間共享。否則，就可以在不同的進程之間進行共享。
這個函數(shù)創(chuàng)建信號量，并返回這個信號量的句柄。它還將初始值設置為調(diào)用中指定的值。這樣就可以允許有限個線程來訪問某個共享資源。
在 Linux 中，可以使用 sem_init() 來創(chuàng)建一個無名的 POSIX 信號量，這個調(diào)用可以在相同進程的線程之間使用。
它還會對信號量計數(shù)器進行初始化：int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)。在這段代碼中：
value（信號量計數(shù)器)是這個信號量的初始值。
pshared 可以忽略，因為在目前的實現(xiàn)中，POSIX 信號量還不能在進程之間進行共享。
這里要注意的是，最大值基于 demaphore.h 頭文件中定義的 SEM_VALUE_MAX。
在 Linux 中，semget() 用于創(chuàng)建 System V 信號量，它可以在不同集成的線程之間使用?？梢杂盟鼇韺崿F(xiàn)與 Windows 中有名信號量相同的功能。這個函數(shù)返回一個信號量集標識符，它與一個參數(shù)的鍵值關聯(lián)在一起。當創(chuàng)建一個新信號量集時，對于與 semid_ds 數(shù)據(jù)結(jié)構關聯(lián)在一起的信號量，semget() 要負責將它們進行初始化，方法如下：
sem_perm.cuid 和 sem_perm.uid 被設置為調(diào)用進程的有效用戶 ID。
sem_perm.cgid 和 sem_perm.gid 被設置為調(diào)用進程的有效組 ID。
sem_perm.mode 的低 9 位被設置為 semflg 的低 9 位。
sem_nsems 被設置為 nsems 的值。
sem_otime 被設置為 0。
sem_ctime 被設置為當前時間。
用來創(chuàng)建 System V 信號量使用的代碼是：int semget(key_t key, int nsems, int semflg)。下面是對這段代碼的一些解釋：
key 是一個惟一的標識符，不同的進程使用它來標識這個信號量集。我們可以使用 ftok() 生成一個惟一的鍵值。
IPC_PRIVATE 是一個特殊的 key_t 值；當使用 IPC_PRIVATE 作為 key 時，這個系統(tǒng)調(diào)用就會只使用 semflg 的低 9 位，但卻忽略其他內(nèi)容，從而新創(chuàng)建一個信號量集（在成功時）。
nsems 是這個信號量集中信號量的數(shù)量。
semflg 是這個新信號量集的權限。要新創(chuàng)建一個信號量集，您可以將使用 IPC_CREAT 來設置位操作或訪問權限。如果具有該 key 值的信號量集已經(jīng)存在，那么 IPC_CREAT/IPC_EXCL 標記就會失敗。
注意，在 System V 信號量中，key 被用來惟一標識信號量；在 Windows 中，信號量是使用一個名稱來標識的。
為了對信號量集數(shù)據(jù)結(jié)構進行初始化，可以使用 IPC_SET 命令來調(diào)用 semctl() 系統(tǒng)調(diào)用。將 arg.buf 所指向的 semid_ds 數(shù)據(jù)結(jié)構的某些成員的值寫入信號量集數(shù)據(jù)結(jié)構中，同時更新這個結(jié)構的 sem_ctime member 的值。用戶提供的這個 arg.buf 所指向的 semid_ds 結(jié)構如下所示：
sem_perm.uid
sem_perm.gid
sem_perm.mode （只有最低 9 位有效）
#p#調(diào)用進程的有效用戶 ID 應該是超級用戶，或者至少應該與這個信號量集的創(chuàng)建者或所有者匹配： int semctl(int semid, int semnum, int cmd = IPC_SET, ...)。在這段代碼中：
semid 是信號量集的標識符。
semnum 是信號量子集偏移量（從 0 到 nsems -1，其中 n 是這個信號量集中子集的個數(shù)）。這個命令會被忽略。
cmd 是命令；它使用 IPC_SET 來設置信號量的值。
args 是這個信號量集數(shù)據(jù)結(jié)構中要通過 IPC_SET 來更新的值（在這個例子中會有解釋）。
最大計數(shù)器的值是根據(jù)在頭文件中定義的 SEMVMX 來決定的。
打開信號量
在 Windows 中，我們使用 OpenSemaphore() 來打開某個指定信號量。只有在兩個進程之間共享信號量時，才需要使用信號量。在成功打開信號量之后，這個函數(shù)就會返回這個信號量的句柄，這樣就可以在后續(xù)的調(diào)用中使用它了。
HANDLE OpenSemaphore(
DWORD dwDesiredAccess,
BOOL bInheritHandle,
LPCTSTR lpName
)
在這段代碼中：
dwDesiredAccess 是針對該信號量對象所請求的訪問權。
bInheritHandle 是用來控制這個信號量句柄是否可繼承的標記。如果該值為 TRUE，那么這個句柄可以被繼承。
lpName 是這個信號量的名稱。
在 Linux 中，可以調(diào)用相同的 semget() 來打開某個信號量，不過此時 semflg 的值為 0：int semget(key,nsems,0)。在這段代碼中：
key 應該指向想要打開的信號量集的 key 值。
為了打開一個已經(jīng)存在的信號量，可以將 nsems 和標記設置為 0。semflg 值是在返回信號量集標識符之前對訪問權限進行驗證時設置的。
獲取信號量
在 Windows 中，等待函數(shù)提供了獲取同步對象的機制?？梢允褂玫牡却瘮?shù)有多種類型；在這一節(jié)中，我們只考慮 WaitForSingleObject()（其他類型將會分別進行討論）。這個函數(shù)使用一個信號量對象的句柄作為參數(shù)，并會一直等待下去，直到其狀態(tài)變?yōu)橛行盘枲顟B(tài)或超時為止。
DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds );
在這段代碼中：
hHandle 是指向互斥句柄的指針。
dwMilliseconds 是超時時間，以毫秒為單位。如果該值是 INFINITE，那么它阻塞調(diào)用線程/進程的時間就是不確定的。
在 Linux 中，sem_wait() 用來獲取對信號量的訪問。這個函數(shù)會掛起調(diào)用線程，直到這個信號量有一個非空計數(shù)為止。然后，它可以原子地減少這個信號量計數(shù)器的值：int sem_wait(sem_t * sem)。
在 POSIX 信號量中并沒有超時操作。這可以通過在一個循環(huán)中執(zhí)行一個非阻塞的 sem_trywait() 實現(xiàn)，該函數(shù)會對超時值進行計算：int sem_trywait(sem_t * sem)。
在使用 System V 信號量時，如果通過使用 IPC_SET 命令的 semctl() 調(diào)用設置初始的值，那么必須要使用 semop() 來獲取信號量。semop() 執(zhí)行操作集中指定的操作，并阻塞調(diào)用線程/進程，直到信號量值為 0 或更大為止：int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops)。
函數(shù) semop() 原子地執(zhí)行在 sops 中所包含的操作 也就是說，只有在這些操作可以同時成功執(zhí)行時，這些操作才會被同時執(zhí)行。sops 所指向的數(shù)組中的每個 nsops 元素都使用 struct sembuf 指定了一個要對信號量執(zhí)行的操作，這個結(jié)構包括以下成員：
unsigned short sem_num; （信號量個數(shù)）
short sem_op; （信號量操作）
short sem_flg; （操作標記）
要獲取信號量，可以通過將 sem_op 設置為 -1 來調(diào)用 semop()；在使用完信號量之后，可以通過將 sem_op 設置為 1 來調(diào)用 semop() 釋放信號量。通過將 sem_op 設置為 -1 來調(diào)用 semop()，信號量計數(shù)器將會減小 1，如果該值小于 0（信號量的值是不能小于 0 的），那么這個信號量就不能再減小，而是會讓調(diào)用線程/進程阻塞，直到其狀態(tài)變?yōu)橛行盘枲顟B(tài)為止。
sem_flg 中可以識別的標記是 IPC_NOWAIT 和 SEM_UNDO。如果某一個操作被設置了 SEM_UNDO 標記，那么在進程結(jié)束時，該操作將被取消。如果 sem_op 被設置為 0，那么 semop() 就會等待 semval 變成 0。這是一個等待為 0 的操作，可以用它來獲取信號量。
記住，超時操作在 System V 信號量中并不適用。這可以在一個循環(huán)中使用非阻塞的 semop()（通過將 sem_flg 設置為 IPC_NOWAIT）實現(xiàn)，這會計算超時的值。
#p#釋放信號量
在 Windows 中，ReleaseSemaphore() 用來釋放信號量。
BOOL ReleaseSemaphore(
HANDLE hSemaphore,
LONG lReleaseCount,
LPLONG lpPreviousCount
);
在這段代碼中：
hSemaphore 是一個指向信號量句柄的指針。
lReleaseCount 是信號量計數(shù)器，可以通過指定的數(shù)量來增加計數(shù)。
lpPreviousCount 是指向上一個信號量計數(shù)器返回時的變量的指針。如果并沒有請求上一個信號量計數(shù)器的值，那么這個參數(shù)可以是 NULL。
這個函數(shù)會將信號量計數(shù)器的值增加在 lReleaseCount 中指定的值上，然后將這個信號量的狀態(tài)設置為有信號狀態(tài)。
在 Linux 中，我們使用 sem_post() 來釋放信號量。這會喚醒對這個信號量進行阻塞的所有線程。信號量的計數(shù)器同時被增加 1。要為這個信號量的計數(shù)器添加指定的值（就像是 Windows 上一樣），可以使用一個互斥變量多次調(diào)用以下函數(shù)：int sem_post(sem_t * sem)。
對于 System V 信號量來說，只能使用 semop() 來釋放信號量：int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops)。
函數(shù) semop() 原子地執(zhí)行 sops 中包含的一組操作（只在所有操作都可以同時成功執(zhí)行時，才會將所有的操作同時一次執(zhí)行完）。sops 所指向的數(shù)組中的每個 nsops 元素都使用一個 struct sembuf 結(jié)構指定了一個要對這個信號量執(zhí)行的操作，該結(jié)構包含以下元素：
unsigned short sem_num;（信號量個數(shù)）
short sem_op; （信號量操作）
short sem_flg; （操作標記）
要釋放信號量，可以通過將 sem_op 設置為 1 來調(diào)用 semop()。通過將 semop() 設置為 1 來調(diào)用 semop()，這個信號量的計數(shù)器會增加 1，同時用信號通知這個信號量。
關閉/銷毀信號量
在 Windows 中，我們使用 CloseHandle() 來關閉或銷毀信號量對象。
BOOL CloseHandle(
HANDLE hObject
);
hObject 是指向這個同步對象句柄的指針。
在 Linux 中，sem_destroy() 負責銷毀信號量對象，并釋放它所持有的資源： int sem_destroy(sem_t *sem)。對于 System V 信號量來說，只能使用 semctl() 函數(shù)的 IPC_RMID 命令來關閉信號量集：int semctl(int semid, int semnum, int cmd = IPC_RMID, ...)。
這個命令將立即刪除信號量集及其數(shù)據(jù)結(jié)構，并喚醒所有正在等待的進程（如果發(fā)生錯誤，則返回，并將 errno 設置為 EIDRM）。調(diào)用進程的有效用戶 ID 必須是超級用戶，或者可以與該信號量集的創(chuàng)建者或所有者匹配的用戶。參數(shù) semnum 會被忽略
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