Unix_Linux操作系统-笔记Day9(信号量)

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Day9

信号量

内核维护的计数量，用于管理多进程之间共享资源

例如,由个变量n表示资源的数量,当有进程想要独占一个资源时,n的值要-1(或多个),如果n的值等于0(不够减),则进程阻塞,直到n的值可以减再被唤醒,当资源使用完毕后n的值要+1(或多个)

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

  • 创建/获取信号量
  • key IPC键值
  • nsems 信号量的数
  • semflg
    • 0 获取信号量
    • IPC_CREAT 创建信号量(不存在则创建,存在则获取)
    • IPC_EXCL 如果已存在则创建失败
  • 返回值 信号量标识

• int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);

  • 操作信号量(对信号进行加/减操作)
  • semid 信号量标识符
  • sops 结构体指针
  • nsopd 数组长度

struct sembuf{
    unsigned short sem_num;  /* semaphore number 信号量下标 */
    short          sem_op;   /* semaphore operation 操作*/
    short          sem_flg;  /* operation flags 标记*/
    IPC_NOWAIT //当信号量不够减时,不阻塞
    SEM_UNDO //当进程结束时,信号量的值自动归还
}

• int semtimedop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops, const struct timespec *timeout);
  • 带时间限制的信号量操作

struct timespec{
    __time_t tv_sec; 
    long int tv_nsec; 
}

• int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
  • 初始化信号量的值;删除信号量;获取,设置信号量的属性
  • cmd

    • IPC_STAT 获取信号量的属性

    • IPC_SET 设置信号量的属性

    • IPC_RMID 删除信号量的属性

    • IPC_INFO 获取信号量的信息

    • SEM_INFO 设置信号量的信息

    • GETALL 获取所有信号量的值

    • GETNCNT 获取信号量的数量

    • GETVAL 获取某个信号量的值

    • GETZCNT 返回正在等待的完全空闲的资源数目

    • SETALL 设置所有信号量的值

    • SETVAL 设置某个信号量的值

union semun {
    int              val;    /* Value for SETVAL */
    struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
    struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                                           (Linux-specific) */
};
struct  seminfo {
    int semmap;  /* Number of entries in semaphore
                                         map; unused within kernel */
    int semmni;  /* Maximum number of semaphore sets */
    int semmns;  /* Maximum number of semaphores in all
                                         semaphore sets */
    int semmnu;  /* System-wide maximum number of undo
                                         structures; unused within kernel */
    int semmsl;  /* Maximum number of semaphores in a
                                         set */
    int semopm;  /* Maximum number of operations for
                                         semop(2) */
    int semume;  /* Maximum number of undo entries per
                                         process; unused within kernel */
    int semusz;  /* Size of struct sem_undo */
    int semvmx;  /* Maximum semaphore value */
    int semaem;  /* Max. value that can be recorded for
                                         semaphore adjustment (SEM_UNDO) */
                     };

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(){

    //创建信号量
    int semid = semget(ftok(".",100),1,IPC_CREAT|0644);
    if(0 > semid){
        perror("semget");
        return -1;
    }
    //初始化信号量的值
    if(semctl(semid,0,SETVAL,5)){
        perror("semctl");
        return -1;
    }
    printf("我有5头小毛驴");
    //创建进程,子进程使用信号量
    for(int i=0;i<10;i++){
        if(0 == fork()){
            //使用信号量
            struct sembuf buf = {0,-1,0};
            semop(semid,&nuf,1);
            printf("%u:我骑了一头小毛驴,还剩%d头小毛驴\n",getpid(),semctl(semid,0,GETVAL));
            sleep(rand()%20+5);//使用
            //归还信号量
            buf.sem_op = 1;
            semop(semid,&buf,1)
            printf("%u:我还了一头小毛驴\n",getpid());
            //结束进程
            exit(0);
        }
    }
    while(-1 != wait(NULL));
    //删除信号量
    semctl(semid,0,IPC_RMID);

}

编程模型:

进程A		进程B
创建信号量	semget	获取信号量
初始化信号量	semctl	…
加减信号量	semop	加减信号量
删除信号量	semctl	…

注意:信号量是用来计数的,一定要有资源对应

IPC命令

显示IPC对象

• ipc -m
• ipc -q
• ipc -s
• ipc -a

删除IPC对象

• ipcrm -m ID
• ipcrm -q ID
• ipcrm -s ID