进程间通信——信号量
信号量主要用于同步和互斥的
首先了解一下什么叫进程互斥：
1.由于各进程要求共享资源，而且有一些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使
用这些资源，这种关系就称为进程的互斥。
2.系统中的某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源。
3.在进程中涉及到互斥资源的程序段成为临界区。
进程同步：
进程同步指的是多个进程需要相互配合共同完成一项任务。
信号量P、V原语
1.信号量
互斥：P、V在同一个进程中
同步：P、V在不同进程中
2. 信号量值含义
S>0:S表示可用资源数
S= 0：表示无可用资源，无进程等待
S<0 :|S|表示等待队列中进程个数
信号量其实本质上是一个计数器：
struct semaphore
{
int value;//信号量的值，即它维护的临界资源的数目
pointer_PCB queue;//等待队列
} P-操作：
[cpp] view plain copy
P(s)//s为信号量维护的临界资源
{
s.value--;
if(s.value <= 0)
{
//使申请临界资源的进程挂起等待，它的PCB放入等待队列s.queue中
}
}
V-操作：
[cpp] view plain copy
V(s)
{
s.value++;
if(s.value > 0)
{
//唤醒等待队列s.queue中的进程，给它分配临界资源，使其状态变为就绪态
}
} 信号量集
维护一种临界资源需要一个信号量，那维护多种临界资源就需要多个
信号量。多种信号量组成一个信号量集。信号量集可以看做是计数器的个
数，信号量值可看作计数器的个数。
以下为系统调用：
int semget(key_t key,int nsems,int semflg)//创建和访问一个信号量级参数：
key：由ftok函数返回的key值，与消息队列中的用法相同。
nsems：信号量集中的信号两个数
semflg：可选参数为IPC_CREAT和IPC_EXCL，用法与消息队列中的相同。
返回值：成功返回一个非负整数，即该信号量集的标识符，失败返回-1。
信号量集创建好后，操作系统会为其维护一个数据结构semid_ds，内容与消息队列的结构体msqid_ds类似。
int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...)
semid：由semget返回的信号量集的标识符
semnum：对信号量集中的哪个信号量进行操作，即为信号量所在的下标
cmd：对信号量做何种操作，取值如下：
IPC_STAT，IPC_SET，IPC_RMID
SETVAL：初始化信号量集，即设置信号量集中的信号量的计数值
GETVAL：获取信号量集中的信号量的计数值
int semop(int semid,struct sembuf* sops,unsigned nsops); 参数：
semid：由semget返回的信号量集的标识符
sops：指向一个结构体struct sembuf的指针
struct sembuf
{
short sem_num;//某个信号量所处的下标
short sem_op;//对信号量所采取的操作，-1为P操作，1为V操作
short sem_flg;//取0表示没资源时阻塞等待，取IPC_NOWAIT表示没资源不等待
} 以下用代码测试：
comm.h
#pragma once
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PATHNAME "."
#define PROJ_ID 0x6666
union semun
{
int val;
struct semid_ds * buf;
unsigned short * array;
struct seminfo *__buf;
};
int createSemSet(int nums);
int initSem(int semid,int nums,int initVal);
int getSemSet(int nums);
int P(int semid,int who);
int V(int semid,int who);
int destroySemSet(int semid);
comm.c
#include
#include"comm.h"
static int commSemSet(int nums,int flags)
{
key_t k = ftok(PATHNAME,PROJ_ID);
if(k<0)
{
perror("ftok");
return -1;
}
int semid = semget(k,nums,flags);
if(semid<0)
{
perror("semget");
return -2;
}
return semid;
}
int createSemSet(int nums)
{
return commSemSet(nums,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0x6666);
}
int getSemSet(int nums)
{
return commSemSet(nums,IPC_CREAT);
}
int initSem(int semid,int nums,int initValue)
{
union semun _un;
_un.val = initValue;
if(semctl(semid,nums,SETVAL,_un)<0)
{
perror("semctl");
return -1;
}
return 0;
}
static int commPV(int semid,int who,int op)
{
struct sembuf _sf;
_sf.sem_num = who;
_sf.sem_op = op;
_sf.sem_flg = 0;
if(semop(semid,&_sf,1)<0)
{
perror("semop");
return -1;
}
return 0;
}
int P(int semid,int who)
{
return commPV(semid,who,-1);
}
int V(int semid,int who)
{
return commPV(semid,who,1);
}
int destroySemSet(int semid)
{
if(semctl(semid,0,IPC_RMID)<0)
{
perror("semctl");
return -1;
}
}
test.c
#include
#include"comm.h"
#include
int main()
{
int semid = createSemSet(1);
initSem(semid,0,1);
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
int _semid = getSemSet(0);
while(1)
{
// P(_semid,0);
printf("A");
fflush(stdout);
usleep(123456);
printf("A ");
fflush(stdout);
usleep(214234);
// V(_semid,0);
}
}
else
{
while(1)
{
//P(semid,0);
printf("B");
fflush(stdout);
usleep(452343);
printf("B ");
fflush(stdout);
usleep(524123);
//V(semid,0);
}
wait(NULL);
}
destroySemSet(semid);
return 0;
}
如果将P、V注释掉的话输出的将是不规律BBA、ABB等，但是如果将P 、V语句加入代码，将是成对的BB、AA，
同时也需要注意，信号量的生命周期也是随内核，因此，如果要查看当前的IPC资源，还是要使用
ipcs -s//查看的前的PIC
ipcrm -s//删除sem IPC资源https://blog.csdn.net/DuckyLoser/article/details/79717595点击打开链接
SETVAL：初始化信号量集，即设置信号量集中的信号量的计数值
GETVAL：获取信号量集中的信号量的计数值