第四十五节 Linux系统编程-进程通信-信号量（五）

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第一:

信号和信号量

1)信号与信号量是不同的两种事物。

2)信号量是用来调协进程对共享资源的访问的。为了防止出现因多个程序同时访问一个共享资源而引发的一系列问题，通过生成并使用令牌来授权，在任一时刻只能有一个执行线程访问代码的临界区域。临界区域是指执行数据更新的代码需要独占式地执行，而信号量就可以提供这样的一种访问机制，让一个临界区同一时间只有一个线程在访问它。

 

信号量 Semaphore

前面介绍的进程通信方式中，有一个问题，就是可能有其它多个进程访问同一个资源，为了提供一种排他性的通信，使用信号量可以解决这个问题。

 

使用 man 学习 semget 等函数

1)如下图所示，使用命令“man 2 semget”。

2)接着注意一下相关的函数，如下图所示。

3)接着介绍一下 semget 函数的用法。

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
--参数 key：一个用来允许不相关的进程访问相同信号量的整数值。
--参数 nsems：需要的信号量数目。这个值通常总是 1。
--参数 semflg：标记集合，与 open 函数的标记十分类似。
--返回值：成功返回标识符，用于其它信号函数，错误返回-1。

 

第二:

Semaphore 例程

编写简单的 seml.c 文件测试 seml 函数

#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
  
union semun  
{  
    int val;  
    struct semid_ds *buf;  
    unsigned short *arry;  
};  
  
static int sem_id = 0;  
  
static int set_semvalue();  
static void del_semvalue();  
static int semaphore_p();  
static int semaphore_v();  
  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    char message = 'X';  
    int i = 0;  
  
    //创建信号量  
    sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);  
  
    if(argc > 1)  
    {  
        //程序第一次被调用，初始化信号量  
        if(!set_semvalue())  
        {  
            fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        }  
        //设置要输出到屏幕中的信息，即其参数的第一个字符  
        message = argv[1][0];  
        sleep(2);  
    }  

    //向屏幕输出数据，休眠，再次输出，休眠接着循环
    for(i = 0; i < 10; ++i)  
    {  
        //进入临界区  
        if(!semaphore_p())  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        //向屏幕中输出数据  
        printf("%c", message);  
        //清理缓冲区，然后休眠随机时间  
        fflush(stdout);  
        sleep(rand() % 3);  
        //离开临界区前再一次向屏幕输出数据  
        printf("%c", message);  
        fflush(stdout);  
        //离开临界区，休眠随机时间后继续循环  
        if(!semaphore_v())  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        sleep(rand() % 2);  
    }  
  
    sleep(10);  
    printf("\n%d - finished\n", getpid());  
  
    if(argc > 1)  
    {  
        //如果程序是第一次被调用，则在退出前删除信号量  
        sleep(3);  
        del_semvalue();  
    }  
    exit(EXIT_SUCCESS);  
}  
  
static int set_semvalue()  
{  
    //用于初始化信号量，在使用信号量前必须这样做  
    union semun sem_union;  
  
    sem_union.val = 1;  
    if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)  
        return 0;  
    return 1;  
}  
  
static void del_semvalue()  
{  
    //删除信号量  
    union semun sem_union;  
  
    if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)  
        fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");  
}  
  
static int semaphore_p()  
{  
    //对信号量做减1操作，即等待P（sv）  
    struct sembuf sem_b;  
   sem_b.sem_num = 0;  
    sem_b.sem_op = -1;//P()  
    sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;  
    if(semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");  
        return 0;  
    }  
    return 1;  
}  
  
static int semaphore_v()  
{  
    //这是一个释放操作，它使信号量变为可用，即发送信号V（sv）  
    struct sembuf sem_b;  
    sem_b.sem_num = 0;  
    sem_b.sem_op = 1;//V()  
    sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;  
    if(semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)  
    {  
        fprintf(stderr, "semaphore_v failed\n");  
        return 0;  
    }  
    return 1;  
}

 

第三:

 编译运行测试

1)在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录
“/home/linuxsystemcode/pc”，将源码 seml.c 拷贝进去，如下图所示

2)使用命令“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o seml seml.c -static”编译 seml 文件，如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 seml 可执行文件。

3)拷贝到挂载点

4)开发板 使用命令“./seml a”运行程序如下