SystemV信号量与POSIX信号量简介

转载自：http://linuxperf.com/?p=25
对原文做了一些删减和结构上的优化。

SystemV 信号量

SystemV 信号量是内核对象，由内核统一管理； 它的存续不依赖于进程，即使进程退出也仍然存在。

• semget(2): 向内核提出申请，内核根据需要创建新的信号量或关联已存在的信号量，每组信号量都有唯一的ID标识，可以被多个进程共享。
• semop(2) 或 semtimedop(2): PV操作。
• semctl(2): 删除信号量。（进程即使不存在，信号量也存在于内核中，除非调用此函数）

有两条命令用来管理System V 信号量：

• ipcs(1)： ipcs -s 用于查看，
• ipcrm(1)： ipcrm -s 用于删除。

POSIX 信号量

POSIX信号量是基于系统调用 futex(2) 实现的。
POSIX信号量分为两类：无名信号量(unnamed semaphore) 和 有名信号量(named semaphore).

• sem_wait(3)和sem_post(3)： POSIX信号量的PV操作，对无名信号量和有名信号量都一样。

POSIX 有名信号量

有名信号量与 System V 信号量类似，它也是由内核统一管理的，因此有名信号量的存续也是由内核决定的，与进程是否退出无关。
SystemV信号量是用ID作标识；而POSIX有名信号量用名字作标识。
有名信号量的名字有点像文件名，必须是以”/”开头的字符串，但不能包含字符”.”

• sem_open(3)： 创建或打开有名信号量
• sem_unlink(3)： 删除有名信号量

在Linux系统上，有名信号量跟共享内存一样，会在/dev/shm 目录下产生文件，管理有名信号量通过这些文件进行，查看的命令如下：

$ ls -al /dev/shm/sem.*
-rw------- 1 auniyal auniyal 16 2011-08-09 15:59 /dev/shm/sem.mysem
-rw------- 1 auniyal auniyal 16 2011-08-09 16:29 /dev/shm/sem.mysem1
...

删除的命令如下：

$ rm /dev/shm/sem.mysem

POSIX无名信号量

无名信号量是基于用户空间内存的。

• sem_init(3): 创建无名信号量，调用参数中需要指定放置信号量的内存地址，这个地址可以是私有内存，也可以是共享内存。

如果要在多个进程之间共享无名信号量的话，就必须使用共享内存。
在实践中，无名信号量一般用于线程之间、或者父子进程之间，否则编程有点麻烦：因为要事先约定好无名信号量的地址才行。

由于无名信号量建立在user memory上，它的存续与内存的存续直接相关:

• 如果无名信号量位于进程的私有内存（比如进程的全局变量），那么当该进程终止时无名信号量也会消失；
• 如果无名信号量是在共享内存区中，那么只要该共享内存区还存在，该信号量就存在，而与进程是否中止没有关系。
• 好像没有命令用来查看或管理无名信号量。

比较 System V 信号量 和 POSIX 信号量

• POSIX信号量的API是库函数，而SystemV信号量的API是系统调用(system calls)。
• 用strace(1)跟踪一下，会看到SystemV信号量使用的系统调用是semget(2)/semctl(2)/semop(2)等，而POSIX信号量使用的系统调用是futex(2)
• 使用POSIX信号量的程序需要链接librt.xxx库，编译时使用-lrt参数。

（完）