Linux 进程间通信信号灯集-白红宇

Linux 进程间通信信号灯集

阅读量：7086 次

发布时间：2019-06-28

本文共 3440 字，大约阅读时间需要 11 分钟。

1.特点：信号灯集，是控制访问临界资源

信号灯(semaphore)，也叫信号量。它是不同进程间或一个给定进程内部不同线程间同步的机制System V的信号灯是一个或者多个信号灯的一个集合（允许对集合中的多个计数信号灯进行同时操作）。其中的每一个都是单独的计数信号灯。而Posix信号灯指的是单个计数信号灯

2.信号灯种类：

　　posix有名信号灯

　　posix基于内存的信号灯(无名信号灯)(线程)

　　System V信号灯(IPC对象)（信号灯的值就是代表资源的数量）

3.创建步骤：

　　1）产生key值

　　2）创建信号灯集

　　3）初始化信号灯（对信号灯集中的每个信号灯进行初始化）

　　4）信号灯的P-V操作

　　5）删除信号灯集

4.相关函数：

　　1）int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

　　　　功能：创建/打开信号灯

　　　　参数：key：ftok产生的key值（和信号灯关联的key值）

　　　　　　 nsems：信号灯集中包含的信号灯数目

　　　　　　 semflg：信号灯集的访问权限，通常为IPC_CREAT |0666

　　　　返回值：成功：信号灯集ID ；失败：-1

　　2）int semop ( int semid, struct sembuf *opsptr, size_t nops);

　　　　功能：对信号灯集合中的信号量进行P - V操作

　　　　参数：semid：信号灯集ID

　　　　　　 struct sembuf {

　　　　　　　　short sem_num; // 要操作的信号灯的编号

　　　　　　　　short sem_op; // 0 : 等待，直到信号灯的值变成0 // 1 : 释放资源，V操作 // -1 : 分配资源，P操作

　　　　　　　　short sem_flg; // 0（阻塞）,IPC_NOWAIT, SEM_UNDO

　　　　　　 };//对某一个信号灯的操作，如果同时对多个操作，则需要定义这种结构体数组

　　　　　　 nops: 要操作的信号灯的个数，1个

　　　　返回值：成功：0 ；失败：-1

　　　　用法：semop(semid, &mysembuf, 1);

　　　　申请资源 P操作：

　　　　　　 mysembuf.sem_num = 0;

　　　　　　mysembuf.sem_op = -1;

　　　　　　mysembuf.sem_flg = 0;

　　　　释放资源 V操作：

　　　　　　 mysembuf.sem_num = 0;

　　　　　　 mysembuf.sem_op = 1;

　　　　　　 mysembuf.sem_flg = 0;

3）int semctl ( int semid, int semnum, int cmd…/*union semun arg*/);

　　功能：信号灯集合的控制（初始化/删除）

　　参数：semid：信号灯集ID

　　　　 semnum: 要操作的集合中的信号灯编号

　　　　 cmd：

　　　　　　GETVAL：获取信号灯的值，返回值是获得值

　　　　　　SETVAL：设置信号灯的值，需要用到第四个参数：共用体

　　　　　　IPC_RMID：从系统中删除信号灯集合

　　返回值：成功 0 ；失败 -1

　　用法：

　　初始化：semctl(semid, 0, SETVAL, mysemun);

　　需要在程序中定义共用体

　　获取信号灯值：semctl(semid, 0, GETVAL)；

　　删除信号灯集：semctl(semid, 0, IPC_RMID);

例子：简单对信号灯的操作（多值信号灯）

#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
           int semid; //信号灯集id， 通过这个id 操作这个信号灯集，在不同进程中，操作同一个信号灯集的idunion semnum { int val;};union semnum mynum; struct sembuf mybuf; //定义操作信号灯的结构//参数 信号灯集id 和 是哪个信号灯void sem_p(int semid, unsigned short num) //P操作函数{ mybuf.sem_num = num; //第一个信号灯,(信号灯编号) mybuf.sem_op = -1; //进行P操作, 为 1 时表示V操作 mybuf.sem_flg = 0; //阻塞 semop(semid, &mybuf, 1); //最后一个参数，表示操作信号灯的个数}//参数 信号灯集id 和 是哪个信号灯void sem_v(int semid, unsigned short num) //V操作函数{ mybuf.sem_num = num; mybuf.sem_op = 1; //1 表示V 操作 mybuf.sem_flg = 0; //阻塞 semop(semid, &mybuf, 1); //操作的 mybuf 全部变量信号灯集}int main(int argc, const char *argv[]){ key_t key; key = ftok("app",'m');//获取唯一的 key if(key < 0) { perror("fail fptk "); exit(1); } //int semget(key_t key, int nsems, int semflg); //IPC_EXCL | IPC_CREAT 信号灯不存在就创建 semid = semget(key, 2, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666); //创建信号灯,IPC_EXCL 问信号灯存不存在 if(semid < 0) { if(errno == EEXIST)//存在时，只需要打开即可 { semid = semget(key,2,0666); //打开信号灯 } else { perror("semget fail "); } } else { // int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...); mynum.val = 10; //设置信号灯值 semctl(semid,0,SETVAL,mynum); //初始化 0 号信号灯，此处使用共用体设置信号灯值，初始化完成后可以继续给下一个信号灯设置值 mynum.val = 5; //设置信号灯值 semctl(semid,1,SETVAL,mynum); //初始化 1 号信号灯，把设置的信号灯值给1号信号灯 } sem_p(semid, 0); //对semid 指向的信号灯集，中0号信号灯进行P操作 sem_p(semid, 0); //对semid 指向的信号灯集，中0号信号灯进行P操作 sem_p(semid, 0); //对semid 指向的信号灯集，中0号信号灯进行P操作 printf("%d\n",semctl(semid, 0, GETVAL)); //上面对 0 信号灯初始值 10 进行流三次P 操作，此时应该为 7 printf("%d\n",semctl(semid, 1, GETVAL)); //没有对 1 信号灯操作，其值不变为 5 putchar(10); sem_v(semid,1); printf("%d\n",semctl(semid, 1, GETVAL)); //上面对 1 信号灯 V 操作，其值变为 6 semctl(semid,0,IPC_RMID);//删除信号灯 return 0;}