仨demo
一、 一个线程读文件，另一个线程将读取的内容输出到终端
1.1 要求
- 创建两个线程，
- 其中一个线程读取文件中的数据，
- 另外一个线程将读取到的内容打印到终端上，
- 类似实现cat一个文件。
- cat数据完毕后，要结束两个线程。
- 提示：先读数据，读到数据后将数据打印到终端上。
1.2 代码实现
/*
创建两个线程，
其中一个线程读取文件中的数据，
另外一个线程将读取到的内容打印到终端上，
类似实现cat一个文件。
cat数据完毕后，要结束两个线程。
提示：先读数据，读到数据后将数据打印到终端上。
*/
#include <my_head.h>
// 用于暂存的存储
char buff[16];
// 用于接收返回值，读取的字节数
ssize_t res;
// 创建互斥锁
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
// 创建条件变量
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int flag = 0;
// 读文件
void *read_file(void *);
// 写到终端
void *write_out(void *);
int main(int argc, const char *argv[])
{
// 以只读的方式打开 “abc.c” 文件
// 可以换，也可以换成外部参数，按自己需求
int fd = open("abc.c", O_RDONLY);
// 创建线程1，用于读文件，并将文件描述符传过去
pthread_t tid1;
if (pthread_create(&tid1, NULL, read_file, &fd) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create tid1 error\n");
return -1;
}
// 创建线程2，用于写到终端
pthread_t tid2;
if (pthread_create(&tid2, NULL, write_out, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create tid2 error\n");
return -1;
}
// 等待两个线程结束
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
return 0;
}
// 读文件
void *read_file(void *arg)
{
// 接收传进来的文件描述符
int fd = *(int *)arg;
while (1)
{
// 上锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 若标志不是0，说明不该当前线程执行，所以要沉睡
if (0 != flag)
{
// 不是当前线程的执行时机
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 清空暂存数据的存储空间
bzero(buff, sizeof(buff));
// 读取文件中的数据放到暂存空间
res = read(fd, buff, sizeof(buff));
// 读取错误则报错，并退出线程
if (0 > res)
{
ERR_MSG("read error");
return NULL;
}
// 读到最后啥都没读到，那就尝试唤醒另一个，然后解锁结束循环，之后终止线程
else if (0 == res)
{
// 尝试唤醒另一个线程
pthread_cond_signal(&cond);
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
break;
}
// 修改标志
flag = 1;
// 当前部分执行完了，该唤醒另一个了
pthread_cond_signal(&cond);
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
// 终止当前线程
pthread_exit(NULL);
}
// 写到终端
void *write_out(void *arg)
{
while (1)
{
// 上锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 看是否属于当前该执行的时机
if (1 != flag)
{
// 不属于当前该执行的时机，那就睡过去吧
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 没东西可以输出，尝试唤醒另一个，并解锁，然后终止当前线程
if (0 == res)
{
// 尝试唤醒另一个线程
pthread_cond_signal(&cond);
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
break;
}
// 向终端输出
write(1, buff, res);
// 修改标志
flag = 0;
// 当前任务执行完了，该让另一个线程启动了
pthread_cond_signal(&cond);
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
// 终止当前线程
pthread_exit(NULL);
}
二、 三个线程打印ABC，每个线程打一个字符，且顺序不变
2.1 要求
- 有三个线程，ID号分别为ABC，且每个线程中都在循环打印自己的ID。
- 要求打印的结果为ABC。
2.2 代码实现
/*
有三个线程，ID号分别为ABC，且每个线程中都在循环打印自己的ID。
要求打印的结果为ABC。
*/
#include <my_head.h>
// 互斥锁
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
// 条件变量
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
// 标志:0为A，1位B，2为C
int flag = 0;
// 线程A
void *print_A(void *);
// 线程B
void *print_B(void *);
// 线程C
void *print_C(void *);
int main(int argc, const char *argv[])
{
// 创建三个线程
pthread_t tid1;
pthread_t tid2;
pthread_t tid3;
if (pthread_create(&tid1, NULL, print_A, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create A error\n");
return -1;
}
if (pthread_create(&tid2, NULL, print_B, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create A error\n");
return -1;
}
if (pthread_create(&tid3, NULL, print_C, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create A error\n");
return -1;
}
// 等待三个线程结束
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
pthread_join(tid3, NULL);
return 0;
}
// 线程A
void *print_A(void *arg)
{
while (1)
{
// 上锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 判断是否是输出A的时机
if (flag == 0)
{
// 是输出A的时机，输出A，然后将标志改为1准备输出B，之后唤醒其他线程
printf("A");
flag = 1;
// 唤醒其他线程
pthread_cond_signal(&cond);
}
// 不是输出A的时机
else
{
// 直接进入休眠
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
// 结束当前线程(虽然死循环，不会结束线程，但是为了规范点，还是写上)
pthread_exit(NULL);
}
// 线程B
void *print_B(void *arg)
{
while (1)
{
// 上锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 判断是否是输出B的时机
if (flag == 1)
{
// 是输出B的时机，输出B，然后将标志改为2准备输出C，之后唤醒其他线程
printf("B");
flag = 2;
// 唤醒其他线程
pthread_cond_signal(&cond);
}
// 不是输出B的时机
else
{
// 直接进入休眠
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
// 结束当前线程(虽然死循环，不会结束线程，但是为了规范点，还是写上)
pthread_exit(NULL);
}
// 线程C
void *print_C(void *arg)
{
while (1)
{
// 上锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 判断是否是输出C的时机
if (flag == 2)
{
// 是输出C的时机，输出C，然后将标志改为0准备输出A，之后唤醒其他线程
printf("C\n");
flag = 0;
// 唤醒其他线程
pthread_cond_signal(&cond);
}
// 不是输出C的时机
else
{
// 直接进入休眠
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
}
// 解锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
// 结束当前线程(虽然死循环，不会结束线程，但是为了规范点，还是写上)
pthread_exit(NULL);
}
三、 用信号量实现一个线程对字符串逆置，另一线程对字符串输出
3.1 要求
- 要求定义一个全局变量 char buf[] = “1234567”，创建两个线程，不考虑退出条件。
- A线程循环打印buf字符串，
- B线程循环倒置buf字符串，
- 即buf中本来存储1234567，倒置后buf中存储7654321.
- B线程中不打印！！
- 倒置不允许使用辅助数组。
- 要求A线程打印出来的结果只能为 1234567 或者 7654321
- 不允许出现7634521 7234567
- 不允许使用sleep函数
- 用信号量的方式实现上述代码顺序执行，不允许使用flag;
3.2 代码实现
/*
要求定义一个全局变量 char buf[] = "1234567"，创建两个线程，不考虑退出条件。
A线程循环打印buf字符串，
B线程循环倒置buf字符串，
即buf中本来存储1234567，倒置后buf中存储7654321.
B线程中不打印！！
倒置不允许使用辅助数组。
要求A线程打印出来的结果只能为 1234567 或者 7654321
不允许出现7634521 7234567
不允许使用sleep函数
分析出现错误的原因。
用信号量的方式实现上述代码顺序执行，不允许使用flag;
*/
#include <my_head.h>
// 俩信号量
sem_t sem1;
sem_t sem2;
// 数据
char buff[] = "1234567";
// 输出线程
void *print_str(void *arg);
// 逆置线程
void *turn_str(void *arg);
int main(int argc, const char *argv[])
{
/*
这俩信号量第一个初始化为1，第二个初始化为0
能够保证是先进行线程1，即输出线程，后进行线程2，即逆置线程
而在输出线程中
先获取信号量1，操作执行完再释放信号量2，(注意是释放信号量2)
因为信号量1的初始值为1，所以只会执行一次线程1
信号量2的初始值为0，在线程1中释放信号量2后变成了1，这样可以执行一次线程2
在逆置线程中也是同理
先获取线程1中释放的信号量2，操作执行完再释放信号量1
获取线程1释放的信号量2，而信号量2只够线程2执行一次，
在线程2操作执行完后释放信号量1，可以让线程1能够再次执行1次，
如此往复
*/
// 信号量初始化为1，也就是在这个信号量下初始只能走一个线程
if (sem_init(&sem1, 0, 1) < 0)
{
ERR_MSG("sem_init");
return -1;
}
// 信号量初始化为0，也就是初始的时候没有可用的信号量
if (sem_init(&sem2, 0, 0) < 0)
{
ERR_MSG("sem_init");
return -1;
}
// 创建俩线程
pthread_t tid1;
pthread_t tid2;
if (pthread_create(&tid1, NULL, print_str, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create tid1 error\n");
return -1;
}
if (pthread_create(&tid2, NULL, turn_str, NULL) != 0)
{
fprintf(stderr, "pthread_create tid2 error\n");
return -1;
}
// 等待两个线程结束
pthread_join(tid1, NULL);
pthread_join(tid2, NULL);
return 0;
}
// 输出线程
void *print_str(void *arg)
{
while (1)
{
// P操作
if (sem_wait(&sem1) < 0)
{
ERR_MSG("print_str sem_wait");
return NULL;
}
// 要执行的操作
printf("%s\n", buff);
// V操作
if (sem_post(&sem2) < 0)
{
ERR_MSG("print_str sem_post");
return NULL;
}
}
// 结束当前线程(虽然死循环，不会结束线程，但是为了规范点，还是写上)
pthread_exit(NULL);
}
// 逆置线程
void *turn_str(void *arg)
{
int len = strlen(buff);
while (1)
{
// P操作
if (sem_wait(&sem2) < 0)
{
ERR_MSG("print_str sem_wait");
return NULL;
}
// 要执行的操作
char *s = buff, *s1 = buff + len - 1;
// 翻转
while (s < s1)
{
(*s) ^= (*s1);
(*s1) ^= (*s);
(*s) ^= (*s1);
s++;
s1--;
}
// V操作
if (sem_post(&sem1) < 0)
{
ERR_MSG("print_str sem_post");
return NULL;
}
}
// 结束当前线程(虽然死循环，不会结束线程，但是为了规范点，还是写上)
pthread_exit(NULL);
}
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