Linux下semaphore的使用 -- 进程间互斥的一个好方法

semaphore很类似windows下的kernel object，一旦创建，可以被多个进程使用，当然一个进程中多个线程也可以使用semaphore来互斥。谈到互斥，一般semaphore的值就是 1。man 7 sem_overview可以看到很多有用的信息，再结合sem_open, sem_wait, sem_post这些函数的man手册，就可以把程序编的七七八八了。

Semaphore和pipe一样，也有有名的和无名的两种。无名的嘛，在父子进程间使用比较方便，有名的嘛，在不搭界的多进程中使用很方便。

这里贴一段代码，代码最能说明问题，其他都参考manual就OK了。

在Fix TI的一个bug的时候，做了这样的互斥。首先在ResourceManager中创建一个semaphore，因为ResourceManager以daemon程序的方式，一开始就会启动：

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   /* Change umask temporarily to make sure the correct permission */
    old_mask = umask(0);
    alp_mmsem = sem_open(ALP_MMSEM_NAME, O_CREAT | O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH, 1);
    if (alp_mmsem == SEM_FAILED) {
        fprintf(stderr, "ALP create mm semaphore failed. Name: %s, Reason: %s\n",
                ALP_MMSEM_NAME, strerror(errno));
        unlink(RM_SERVER_IN);
        return 1;
    }
    umask(old_mask);



用完释放：

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   if (alp_mmsem != NULL) {
        sem_close(alp_mmsem);
        sem_unlink(ALP_MMSEM_NAME);
    }

1. 使用umask将创建出来的文件权限要设置正确了。因为后续所有不是root的进程都要能读写这个有名semaphore才行。sem_open和 open很类似，创建出来的文件，权限是我们指定的权限，也就是上面代码中的：S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH 再与上 umask的非。就是：<我们设置的权限> & ~umask。所以这里我们将umask设成0，非一下就是全1，这样保证出来的文件就是我们设置的那个权限。Linux默认的umask是022，所以 如果要设置的权限是666的话，与上~022，出来的就是644了。umask的返回值是上次的umask值，所以这里代码里在设置完我们的文件权限后， 再把umask恢复回去，不影响后续的代码。
2. 非常重要的是，sem_open的第一个参数，是这个有名sem的path，这里path不能写成/tmp/aaa.sem这样的格式，因为Linux 下，sem都是创建在/dev/shm目录下的（Linux的/dev/shm是一个tmpfs类型的特殊fs，就像/proc, /sys一样，用mount命令就可以看到），而且会加上sem.这样的prefix，所以，这里我们的ALP_MMSEM_NAME的值是 /alpmm，这样创建出来的文件就是/dev/shm/sem.alpmm了，千万不要写路径哦。名字可以以/打头，不以/打头也是可以的。
3. 和windows的kernel object一样，sem也有counter，只有所有open了该sem的进程都sem_close了，该sem才会真正被内核销毁。使用sem_unlink就可以删掉该sem对应的文件。

创 建好了，就可以使用了，和windows kernel object一样，使用也是调用sem_open首先得到一个sem的handle（当然这里flag就不能写O_CREAT了），然后sem_wait 就是将该sem的值减1，由于sem定义规定了sem的值不能小于0，所以如果sem_wait之后的sem的值小于1的话，sem_wait就会 block，直到有人增加了sem的值才会return，这样达到互斥的效果。sem_post就是给sem的值加1。

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   if (alp_mmsem == NULL)  /* Avoid create semaphore multi times */
    {
        alp_mmsem = sem_open(ALP_MMSEM_NAME, O_RDWR);
        if (alp_mmsem == SEM_FAILED) {
            /* How can we do now? */
            fprintf(stderr, "ALP LCML open semaphore %s failed. Reason: %s\n",
                    ALP_MMSEM_NAME, strerror(errno));
            return OMX_ErrorUndefined;  /* FIXME, We should define our OMX ErrorCode here */
        }
    }

......

   if (sem_wait(alp_mmsem) == -1) {
        fprintf(stderr, "ALP LCML sem_wait failed. Reason: %s\n", strerror(errno));
        return OMX_ErrorUndefined;
    }

......

   if (sem_post(alp_mmsem) == -1) {
      fprintf(stderr, "ALP LCML sem_post failed, this is FATAL, maybe cause deadlock. Reason: %s\n", strerror(errno));
      return OMX_ErrorUndefined;
   }

使用非常方便，记得用完之后sem_close。

基本上就是这样了。不过注意使用无名semaphore的话，API和这些是不一样的，诸如有sem_init这样的API存在。所以如果使用无名sem的话，请参考linux manual。