UNIX网络编程-锁（二）

Table of Contents

• 1 UNIX网络编程-锁（二）
  • 1.1 信号量API
  • 1.2 信号量互斥锁的实现
    • 1.2.1 成员变量如下:
    • 1.2.2 实现的成员函数如下:
  • 1.3 信号量读写锁的实现
    • 1.3.1 RWSem的成员变量:
    • 1.3.2 RWSem的成员函数:
  • 1.4 信号量读写实现源码下载

此博客是关于一篇信号量的文章，信号量提供进程间互斥，很方便。用mutex来实现信号量的功能，必须将mutex建立在共享内存上才能实现。所以当需要线程间互斥的时候，最好是用mutex；当用进程间互斥的时候，用sem。归结起来，mutex直接用到进程上，显得无用； sem用到线程上，显得画蛇添足。

1.1 信号量API

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);

创建一个信号量，value值很重要，初始化信号量的为value。

int sem_unlink(const char *name);

依据名字来销毁信号量

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);

打开一个已经存在的信号量

int sem_close(sem_t *sem);

关闭一个信号量，并不是销毁它，依旧存在于内核中，只是从当前进程中卸载。

int sem_wait(sem_t *sem);

sem的值为0，就一直等待；否则就将sem的值-1

int sem_trywait(sem_t *sem);

sem的值为0，就放弃等待，返回值EAGAIN；否则就将sem的值-1

int sem_post(sem_t *sem);

sem的值+1

int sem_getvalue(sem_t *sem, int *

如果返回成功，sval就是sem当前值；否则就获取值出错了

1.2 信号量互斥锁的实现

信号量的互斥锁的类为SemMutex。

1.2.1 成员变量如下:

Sem mutex_; Sem实际上封装了一个sem*指针，初始化为SEM_FAILED

std::string name_; 信号量的名称

1.2.2 实现的成员函数如下:

SemMutex(const char* name);

构造函数初始化Mutex的名称

bool Create();

调用sem_open, 创建信号量, 重要的是信号量的计数初始化为1

bool Destroy();

销毁信号量

bool Open();

打开已经创建的信号量

bool IsOpen();

信号量是否已经打开，实际上判断sem指针是否为SEM_FAILED

bool Lock();

调用sem_wait, 如果信号量的值当前为0，一直等待，表示已经占用了锁资源； 否则sem的值就-1

bool UnLock();

调用sem_post, 释放锁资源，sem的值+1

bool TryLock();

调用sem_trywait, 如果锁资源已经占用，sem的值为0，就不用等待，直接返回EAGAIN。

int LockStatus();

获取锁的状态， -1 ，错误，0 - 加锁状态，1 - 无锁状态；实际上其调用sem_getvalue来获取sem的计数，来查看状态的。 实际上，实现互斥信号量，就是实现一个2值信号量，信号量的值一直在0和1之间变化；1 的时候是无锁状态，不会阻塞；0的时候是加锁状态，就会阻塞。

1.3 信号量读写锁的实现

信号量读写锁的实现，需要一个Sem来记录同时正在read的个数，以及一个SemMutex来实现互斥，其类为RWSem。

其关键就是锁状态的判定了。

p_mutex_->LockStatus == UNLOCK; 表明无锁

p_mutex_->LockStatus == LOCK && p_read_->GetValue() == 0; 已经加了写锁, 即已经加锁，但是读锁的个数为0

p_mutex_->LockStatus == LOCK && p_read_->GetValue() > 0; 已经加了读锁, 即已经加锁，但是读锁的个数>0

1.3.1 RWSem的成员变量:

SemMutex* p_mutex_; 实现读写互斥

Sem* p_read_; 记录当前正在读锁的个数

1.3.2 RWSem的成员函数:

bool Create();

创建p_mutex_和p_read_

bool Destroy();

销毁p_mutex_和p_read_

bool Open();

打开p_mutex_和p_read_

bool Close();

关闭p_mutex_和p_read_

bool WLock();

尝试读锁，当读锁已经占住了资源或者写锁站住资源，就会失败；而不管哪种锁占用了资源，p_mutex_的LockStatus都是锁住状态。 实现机制就是调用p_mutex_的Wait就OK了

bool TryWLock();

尝试读锁，当读锁已经占住了资源或者写锁站住资源，就会失败；而不管哪种锁占用了资源，p_mutex_的LockStatus都是锁住状态。 实现机制就是调用p_mutex_的TryWait就OK了

bool TryRLock();

当写锁占住资源的时候，返回false

当写锁没占住资源并且读锁也没占住资源的时候， p_read_调用Post，读锁的个数+1， 并且调用p_mutex_->Wait(),

当写锁没占住资源并且读锁已经占住资源的时候， p_read_调用Post， 读锁的个数+1, 不用调用p_mutex_->Wait(),否则会阻塞掉的。

bool RLock();

当写锁占住资源的时候，调用p_mutex_->Wait(), 让其阻塞

当写锁没占住资源并且读锁也没占住资源的时候， p_read_调用Post，读锁的个数+1， 并且调用p_mutex_->Wait(), 表示这个锁资源已经被占用

当写锁没占住资源并且读锁已经占住资源的时候， p_read_调用Post， 读锁的个数+1, 不用调用p_mutex_->Wait(),否则会阻塞掉的。

bool UnLock();

当加的锁为读锁的时候，调用p_read_.Post(), 读锁的个数-1，如果读锁的个数减到0，就调用p_mutex_->Post(), 解除锁资源的占用

当加的是写锁的时候， 调用p_mutex_.Post(),

int LockStatus();

0 - 无锁；1- 写锁；2-读锁

1.4 信号量读写实现源码下载

rw_mutex为信号量互斥锁的实现以及rw_sem为信号量读写锁的实现

信号量互斥锁的例子

信号量读写锁的例子