【LeetCode1114】按序打印（多线程，信号量）

一、题目

二、思路

第一次在leetcode上做这种多线程题目，对于这种“同步”问题，需要明白线程在哪里需要阻塞（对应PV操作中的P），再找对应的V部分（释放资源）。并且题目这里不要求考察临界资源的访问（互斥关系），只需要考虑同步关系。先想的printB之前需要阻塞，因为需要等A完成打印，所以此处需要Pa操作（如下图），而V部分是资源释放的地方，即A打印后需要Va，即唤醒B可以开始打印了。B和C之间的关系同理。

a同步信号量：可以理解为是B要获取的A打印后的资源，初值为0。
b同步信号量：同理初值为0。

C++标准库中木有信号量的实现和封装，可以使用C语言的<sempahore.h>。

（1）sem_init函数：需要调用函数所需头文件：semaphore.h

• 函数原型 ：int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
• 参数解释 ：
  • sem ：指向信号量对象
  • pshared : 指明信号量的类型。当为1时，用于进程；当为0时，用于线程。
  • value : 指定信号量值的大小
• 返回值：成功返回0，失败时返回-1，并设置errno。
• 作用：创建信号量，并为信号量值赋初值。

（2）sem_post函数：需要调用函数所需头文件：semaphore.h

• 函数原型：int sem_post(sem_t *sem);
• 参数解释 ：
  • sem ：指向信号量对象
  • 返回值：成功返回0，失败时返回-1，并设置errno。
  • 作用: 以原子操作的方式为将信号量增加1

（3）sem_wait：需要调用函数所需头文件：semaphore.h

• 函数原型：sem_wait(sem_t *sem);
• 参数解释 ：
  • sem ：指向信号量对象
• 返回值：成功返回0，失败时返回-1，并设置errno
• 作用: 以阻塞的方式等待信号量，当信号量的值大于零时，执行该函数信号量减一，当信号量为零时，调用该函数的线程将会阻塞。

三、代码

#include <semaphore.h>
class Foo {
    
    
private:
    sem_t sem_1, sem_2;
public:
    Foo() {
    
    
        sem_init(&sem_1, 0, 0);
        sem_init(&sem_2, 0, 0);
    }

    void first(function<void()> printFirst) {
    
    
        
        // printFirst() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst();
        //以原子操作的方式为将信号量增加1
        sem_post(&sem_1);
    }

    void second(function<void()> printSecond) {
    
    
        sem_wait(&sem_1);
        // printSecond() outputs "second". Do not change or remove this line.
        printSecond();
        //以原子操作的方式为将信号量增加1
        sem_post(&sem_2);
    }

    void third(function<void()> printThird) {
    
    
        sem_wait(&sem_2);
        // printThird() outputs "third". Do not change or remove this line.
        printThird();
    }
};