随想录（linux下的pv操作）

      关于pv操作部分的内容，其实算不上什么新的东西。但是它对于我们理解信号量、消息处理部分的工作还是有很大帮助的。之前我们给出了一个win32的处理方案，但是实现的比较草率。所以我们今天可以利用linux上的信号量函数把这个功能重新实现一遍。

    （1）linux下面信号量的基本函数

    a）创建信号量  sem_init

    b）等待信号量 sem_wait

    c）释放信号量 sem_pos

    d）删除信号量 sem_destroy

    （2）编写pv操作函数

    之前在编写pv操作的时候，没有考虑到消息处理的时序问题，所以在某些极端的情况下可能会造成一些问题。所以本次pv操作采用了循环队列的形式，保持了消息的先后入队顺序。这样对于线程收到的各种消息就可以依次进行处理解决了。同样，我们文件编译的方法非常简单，shell下输入gcc sem.c -g -o sem -lpthread即可。

    可能有同学会问，单独的循环队列和pv操作处理上有什么差别？其实差别很简单，pv可以是不同线程向一个线程发送消息，而循环队列只能接受一个线程发送的消息，否则处理上就麻烦了。

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

struct MSG
{
  sem_t s_empty;
  sem_t s_full;
  sem_t s_msg;
  int* p_buffer;
  int start;
  int end;
  int count;
};


#define STATUS int
#define TRUE 1
#define FALSE 0
static struct MSG* p_msg = NULL;


struct MSG* alloc_msg(int count)
{
  struct MSG* p_msg;
  p_msg = (struct MSG*) malloc(sizeof(struct MSG));
  if(NULL == p_msg)
  {
    goto error1;
  }
  memset(p_msg, 0, sizeof(struct MSG)); 
  p_msg->count = count;

  p_msg->p_buffer = (int*)malloc(sizeof(int)* count);
  if(NULL == p_msg->p_buffer)
  {
    goto error2;
  }

  sem_init(&p_msg->s_empty, 0, count);
  sem_init(&p_msg->s_full, 0, 0);
  sem_init(&p_msg->s_msg, 0, 1);

  return p_msg;

error2:
  free(p_msg);

error1:
  return;
}


void del_msg(struct MSG* p_msg)
{
  if(p_msg)
  {
    if(p_msg->p_buffer)
    {
      free(p_msg->p_buffer);
    }
    
    sem_destroy(&p_msg->s_msg);
    sem_destroy(&p_msg->s_full);
    sem_destroy(&p_msg->s_empty);
    free(p_msg);
  }
}


STATUS put_msg(struct MSG* p_msg, int data)
{
  if(NULL == p_msg )
  {
    return FALSE;
  }

  sem_wait(&p_msg->s_empty);
  sem_wait(&p_msg->s_msg);
  p_msg->p_buffer[p_msg->start] = data;
  p_msg->start = (p_msg->start + 1) % p_msg->count;
  sem_post(&p_msg->s_msg);
  sem_post(&p_msg->s_full);

  return TRUE;
}


STATUS get_msg(struct MSG* p_msg, int* p_buf)
{
  if(NULL == p_msg || NULL == p_buf)
  {
    return FALSE;
  }

  sem_wait(&p_msg->s_full);
  sem_wait(&p_msg->s_msg);
  p_buf[0] = p_msg->p_buffer[p_msg->end];
  p_msg->end = (p_msg->end + 1)% p_msg->count;
  sem_post(&p_msg->s_msg);
  sem_post(&p_msg->s_empty);

  return TRUE;
}


void* set_func(void* args)
{
  int index = 100;
  
  while(1)
  {
    put_msg(p_msg, index);
    printf("set %d\n", index);
    index ++; sleep(1);
  }

  return NULL;
}


void* get_func(void* args)
{
  int data;

  while(1)
  {
    get_msg(p_msg, &data);
    printf("get %d\n", data);
    sleep(1);
  }

  return NULL;  
}


int main(int argc, char* argv[])
{
  pthread_t pid1, pid2; 
  int index;  

  p_msg = alloc_msg(10);
  if(NULL == p_msg)
  {
    goto end;
  }

  if(pthread_create(&pid1, NULL, set_func, NULL))
  {
    goto end;
  }

  if(pthread_create(&pid2, NULL, get_func, NULL))
  {
    goto end;
  }

  while(1)
  {
    sleep(0);
  }

end:
  return 1;
}