Linux下实现进程间同步的方法(linux进程间的同步)

linux是目前使用范围最广泛的操作系统,它有较强的实时性和一定的并发性能,因此在Linux平台上实现进程间同步十分有必要。Linux下实现进程间同步的方法有很多,主要分为两大类:一类是基于原子操作的进程同步,如自旋锁、互斥锁、信号量等;另一类是基于条件变量的进程同步,如管程/信号灯法、屏障、读-写锁等。

### 一、基于原子操作的进程同步

**1. 自旋锁**

自旋锁是Linux下最简单也是最常用的一种进程同步手段,它根据原子操作的指令(如Test-and-Set)来实现对共享资源的抢占,并在抢占到资源之后进行使用,并期望抢占到资源的时间越短越好。在Linux中,可以通过调用atomic_t变量的宏函数来实现自旋锁,如实现自旋锁的以下代码:

 atomic_t lock; 
atomic_set(&lock, 1);
while(atomic_t_test_and_set(&lock))
;
//处理同步资源
atomic_clear(&lock);

**2. 互斥锁**

互斥锁也是Linux下一种常用的进程同步手段,它主要是使用系统调用pthread_mutex_lock来加锁,并使用pthread_mutex_unlock来释放锁,也可以直接使用宏完成pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock的操作。如使用mutex进行线程的同步的以下代码:

 pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_mutex_lock(&mutex);
//处理同步资源
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_mutex_destroy(&mutex);

**3. 信号量**

信号量也是Linux下一种常用的进程同步手段,它主要是使用系统调用sem_wait和sem_post来加锁和释放锁,也可以直接使用宏完成sem_wait和sem_post的操作。如使用信号量进行线程同步的以下代码:

 sem_t sem; 
sem_init(&sem, 0, 0);
//处理同步资源
sem_post(&sem);
sem_destroy(&sem);

### 二、基于条件变量的进程同步

**1. 管程/信号灯法**

管程/信号灯法是Linux下实现进程间同步的一种经典方法,它根据管程中的进程状态来判断是否允许进程进入和退出管程,并使用信号量计数来表示管程的资源,限制多个进程同时使用管程中的资源。在Linux中,可以通过调用条件变量的pthread_cond_wait、pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast函数来实现管程/信号灯法,如实现管程法的以下代码:

 pthread_mutex_t mutex; 
pthread_cond_t cond;
int resource = 10;

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
while (resource > 0) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (resource == 0)
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
//处理同步资源
resource--;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);

**2. 屏障**

屏障是Linux下的另一种常用的同步手段,它主要实现的是一种阻塞式的同步,在到达某个指定的屏障点时,所有的进程都会同时阻塞,直到线程池中所有的线程都到达屏障点,然后所有的线程才会同时继续执行。在Linux中,可以通过调用pthread_barrier_wait来实现屏障,如实现屏障的以下代码:

pthread_barrier_t barrier; 
pthread_barrier_init(&barrier, NULL, 4);
//模拟多个

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