Linux多线程同步示例:父亲、母亲、儿子与女儿的水果传递

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"该资源是一个基于Linux环境的多线程程序示例,通过四个线程模拟父母儿女之间水果(苹果和橙子)的传递过程。程序使用信号量(semaphore)来实现线程间的同步与互斥,确保操作的顺序性。其中,`empty`表示盘子是否为空,`applefull`表示苹果盘是否已满,`orangefull`表示橙子盘是否已满。线程`procf`模拟父亲线程,向苹果盘放苹果;线程`procm`模拟母亲线程,向橙子盘放橙子;线程`procs`模拟儿子线程,从橙子盘取橙子;线程`procd`模拟女儿线程,从苹果盘取苹果。每个线程在执行完自己的任务后,会通过`sem_post`释放相应的信号量,允许其他线程继续执行。" 在这个多线程程序中,主要涉及以下知识点: 1. **信号量(Semaphore)**:信号量是一种同步机制,用于控制对共享资源的访问。在这个程序中,`sem_wait`和`sem_post`函数分别代表了P操作(等待)和V操作(信号),用于控制线程之间的同步。`sem_init`函数初始化信号量,参数分别为信号量的指针、是否为二进制信号量以及初始值。 2. **多线程编程(Multithreading)**:程序通过`pthread_t`定义线程,并使用`pthread_create`创建线程,传入线程函数及其参数。每个线程执行特定的任务,如父亲线程放苹果,母亲线程放橙子等。 3. **线程同步(Thread Synchronization)**:通过信号量机制,实现了线程间的同步。例如,只有当`empty`信号量为1时,线程才能取走水果,放水果后更新信号量状态,确保资源的正确使用。 4. **线程函数指针**:在`pthread_create`中,第二个参数是线程函数的类型指针,第三个参数是线程函数的参数,这里传入了`void*`类型的字符串,用于打印线程的角色。 5. **线程休眠(Sleep)**:在程序中,使用`Sleep`函数(Windows系统)或`sleep`函数(POSIX系统)让线程暂停指定时间,模拟不同的操作耗时,使得输出结果更具可观察性。 6. **程序流程**:父亲线程每7秒放一个苹果,母亲线程每3秒放一个橙子,儿子线程每2秒取一个橙子,女儿线程每5秒取一个苹果。通过信号量控制,保证了线程的执行顺序,避免了数据竞争。 7. **C语言编程**:整个程序是用C语言编写的,包含头文件如`<stdio.h>`、`<semaphore.h>`、`<pthread.h>`等,用于输入输出、信号量和线程处理。 8. **并发执行**:在实际运行中,四个线程将并发执行,但由于资源的限制和信号量的控制,它们的执行顺序会受到制约,形成一种协同工作的模式。 通过这个例子,我们可以学习到如何在Linux环境中使用多线程和信号量实现并发控制,理解线程同步的重要性和方法。