1. 信号量(semaphore)主要用于保护临界资源。
进程可以根据它判断是否能访问某些共享资源。
信号量除了用于访问控制外,还可用于进程同步,也就是进程间通信。
2. 信号量分类:
a. 二值信号量: 信号量的值只能取0或1,类似于互斥锁mutex,但两者又不同:
mutex 与 二值信号量的区别:
信号量强调共享资源,只要共享资源可用,其他进程同样可以修改信号量的值;
互斥锁更强调进程,占用资源的进程使用完资源后,必须由进程本身来接锁。
b. 计数信号量:信号量的值可以取任意非负值。
system V信号量通过定义如下概念给信号量增加了另外一级复杂度。
计数信号量集:一个或多个信号量(构成一个集合),其中每个都是计数信号量。每个集合的信号量数存在一个限制,一般在25个数量级。
3.semget函数(信号量的创建)
semget函数创建一个信号量集或访问一个已存在的信号量集。
#include <sys/sem.h> int senget(key_t key,int nsems,int oflag);
nsems参数指定集合中的信号量数。如果我们不创建一个新的信号量集,而只是访问一个已存在的集合,那就可以把该参数指定为0。一旦创建完一个信号量集,我们就不能改变其中的信号量数。
oflag值是SEM_R和SEM_A常值得组合。他们还可以与IPC _CREAT或IPC_CREAT | IPC_EXCL按位或。
当实际操作为创建一个新的信号量集时,相应的semid_ds结构的以下成员将被初始化。
(1)sem_perm结构的uid和cuid成员被置为调用进程的有效用户ID,gid和cgid成员被置为调用进程的有效组ID。
(2)oflag参数中的读写权限位存入sem_perm.mode。
(3)sem_otime被置为0,sem_ctime则被置为当前时间。
(4)sem_nsems被置为nsems参数的值。
(5)与该集合中每个信号量关联的各个sem结构并不初始化。这些结构时在以SET_VAL或SETALL命令调用semctl时初始化的。
4.semop函数(操作信号量)
使用semget打开一个信号量集后,对其中一个或多个信号量的操作就使用semop函数来执行。
#include <sys/sem.h> int semop(int semid,struct sembuf *opsptr,size_t nops);
其中opsptr指向一个如下结构的数组:
struct sembuf{ unsigned short sem_num; /* semaphore number */ short sem_op; /* semaphore operation */ short sem_flg; /* operation flags */ };
假定有一个信号量变量sv,
P(sv):用于等待,如果sv大于0,就给它减去1,如果它的值等于0,就挂起该进程的执行
V(sv):用于发送信号,如果有其他进程因等待sv而挂起,就让它恢复运行,如果没有进程因等待sv而被挂起,就给它加1
semaphore sv=1;
loop forever{
P(sv);
critical code section;
V(sv);
noncritical code section;
}
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