用mutex实现semaphore

太平绅士

想了一下，没有办法呢

sonicling

mutex + condition + conter 可以模拟 semaphore，但是性能差太远。

windoze

用mutex再加上spinlock，就可以实现condition了，具体的代码可以参考
https://github.com/windoze/fibio ... fiber/condition.cpp

不用spinlock的话，用另外一个mutex也是一样的。

goodpaperman

11 楼的实现，主要的问题在于：pthread_mutex_t类型，不能跨线程释放，
也就是说，如果A线程获取了锁，无法用除A线程外的其它线程来释放它，
如果设置mutexattr，且将锁类型设置为 PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK，
会发现unlock wait 会有很多 EPERM 返回，就是基于上面的原因。

mutexsem init 100
mutexsem init 0
mutexsem wait 100
pred produce 0: 522
mutexsem post 1
pthread_mutex_unlock (&cs->cond): Operation not permitted
mutexsem broadcast
mutexsem_post (&product_sem): Operation not permitted
mutexsem wait 1
cred consume 0: 522
mutexsem post 100
mutexsem wait 100
pred produce 1: 704
mutexsem post 1
pthread_mutex_unlock (&cs->cond): Operation not permitted
mutexsem broadcast
mutexsem_post (&product_sem): Operation not permitted
mutexsem wait 1
cred consume 1: 704
mutexsem post 100
mutexsem wait 0
mutexsem sleep

另外，原代码中：
mutex_lock( &sem->unlock );
应为笔误，正确的应该是：
mutex_unlock(&sem->lock); 吧，呵呵

lanying_wzw

在用户态实现如何实现原子操作？

太平绅士

仔細想了一下，我的代碼和0521的代碼都有不對。。

原帖由 0521 于 2007-7-19 16:40 发表
假设在用户态实现，假设 Mutex 可以跨线程。仅仅实现了一个信号量。
Mutex M_counter;
Mutex *free_queue;
Mutex *peding_queue;
int count = 0;

semaphore_take()
{
    mutex_take(M_counter);
    count--;
    mutex_give(M_counter);
    if (count < 0)
    {
//如果這裡發生綫程切换，去执行 semaphore_give,
//semaphore_give拿不到pending_mutex里的东西，将不会释放锁！！
//接下来信号量仍旧会锁住线程

        mutex_id = get_a_free_mutex();
        append_to_peding_queue(mutex_id);
        mutex_take(mutex_id);
    }
}


semaphore_give()
{
    mutex_take(M_counter);
    count++;
    mutex_give(M_counter);

    mutex_id = get_first_pending_mutex();
    append_to_free_queue(mutex_id);
    mutex_give(mutex_id);
}

太平绅士

大家幫忙看一下，這樣的用mutex模擬semaphore, 有沒問題呢？

1. 
   
2. 
   
3. 
   
4. typedef struct
   
5. {
   
6.      mutex_t lock;
   
7.      mutex_t wait;
   
8.      int count;
   
9. } sem_t;
   
10. 
    
11. void sem_init( sem_t &sem, int count )
    
12. {
    
13.     sem->count = count;
    
14.     mutex_init( &sem->lock );
    
15.     mutex_init( &sem->wait );
    
16.     mutex_lock( &sem->wait );
    
17. }
    
18. 
    
19. void sem_wait( sem_t &sem )
    
20. {
    
21.     int count;
    
22.     mutex_lock( &sem->lock );
    
23.     count = --sem->count;
    
24.     mutex_lock( &sem->unlock );
    
25. 
    
26.     if ( count < 0 )
    
27.         mutex_lock( &sem->wait );
    
28. }
    
29. 
    
30. void sem_post( sem_t &sem )
    
31. {
    
32.     int count;
    
33.     mutex_lock( &sem->lock );
    
34.     count = ++sem->count;
    
35.     mutex_lock( &sem->unlock );
    
36. 
    
37.     if ( count <= 0 )
    
38.         mutex_unlock( &sem->wait );
    
39. }
    
40. 
    
41. void sem_destory( sem_t &sem )
    
42. {
    
43.     mutex_destroy( &sem->wait );
    
44.     mutex_destroy( &sem->lock );
    
45. }
    
46. 
    

复制代码

太平绅士

原帖由 0521 于 2007-7-19 16:40 发表
假设在用户态实现，假设 Mutex 可以跨线程。仅仅实现了一个信号量。

Mutex M_counter;
Mutex *free_queue;
Mutex *peding_queue;
int count = 0;

semaphore_take()
{
    mutex_take(M_counter);
  ...

为了效率，看来需要在系统里维护一个全局mutex queue，
谢谢你，应该可以了，虽然这个全局queue让偶很不爽

0521

假设在用户态实现，假设 Mutex 可以跨线程。仅仅实现了一个信号量。

Mutex M_counter;
Mutex *free_queue;
Mutex *peding_queue;
int count = 0;

semaphore_take()
{
    mutex_take(M_counter);
    count--;
    mutex_give(M_counter);

    if (count < 0)
    {
        mutex_id = get_a_free_mutex();
        append_to_peding_queue(mutex_id);
        mutex_take(mutex_id);
    }
}


semaphore_give()
{
    mutex_take(M_counter);
    count++;
    mutex_give(M_counter);

    mutex_id = get_first_pending_mutex();
    append_to_free_queue(mutex_id);
    mutex_give(mutex_id);
}

tinywind

理论上mutex可以实现所有的同步原语。
mutex+counter+queue应该可以实现semaphore了