Linux信号(signal) 机制和Linux信号量(semaphore)机制的区别


首先,一句话总结它们之间的区别:


字面上相似,但是本质上存在巨大的差别!请看详细解答...


Linux信号(signal) 机制

signal,又简称为信号软中断信号 )用来通知进程发生了异步事件。
原理:
     一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达,事实上,进程也不知道信号到底什么时候到达。进程之间可以互相通过系统调用kill发送软中断信号。内核也可以因为内部事件而给进程发送信号,通知进程发生了某个事件。信号机制除了基本通知功能外,还可以传递附加信息。

分类:

从两个不同的分类角度对信号进行:

可靠性方面:可靠信号与不可靠信号;

与时间的关系上:实时信号与非实时信号。


部分定义转自:http://www.cnblogs.com/hoys/archive/2012/08/19/2646377.html

Linux信号量(semaphore)机制

 Linux内核的信号量用来操作系统进程间同步访问共享资源。

   原理:信号量在创建时需要设置一个初始值,表示同时可以有几个任务可以访问该信号量保护的共享资源,初始值为1就变成互斥锁(Mutex),即同时只能有一个任务可以访问信号量保护的共享资源。
  一个任务要想访问共享资源,首先必须得到信号量,获取信号量的操作将把信号量的值减1,若当前信号量的值为负数,表明无法获得信号量,该任务必须挂起在该信号量的等待队列等待该信号量可用;若当前信号量的值为非负数,表示可以获得信号量,因而可以立刻访问被该信号量保护的共享资源。
      当任务访问完被信号量保护的共享资源后,必须释放信号量,释放信号量通过把信号量的值加1实现,如果信号量的值为非正数,表明有任务等待当前信号量,因此它也唤醒所有等待该信号量的任务。

 常用的信号量的API:

DECLARE_MUTEX(name)

  该宏声明一个信号量name并初始化它的值为0,即声明一个互斥锁。

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)

  该宏声明一个互斥锁name,但把它的初始值设置为0,即锁在创建时就处在已锁状态。因此对于这种锁,一般是先释放后获得。

void sema_init (struct semaphore *sem, int val);

  该函用于数初始化设置信号量的初值,它设置信号量sem的值为val。

void init_MUTEX (struct semaphore *sem);

  该函数用于初始化一个互斥锁,即它把信号量sem的值设置为1。

void init_MUTEX_LOCKED (struct semaphore *sem);

  该函数也用于初始化一个互斥锁,但它把信号量sem的值设置为0,即一开始就处在已锁状态。

void down(struct semaphore * sem);

  该函数用于获得信号量sem,它会导致睡眠,因此不能在中断上下文(包括IRQ上下文和softirq上下文)使用该函数。该函数将把sem的值减1,如果信号量sem的值非负,就直接返回,否则调用者将被挂起,直到别的任务释放该信号量才能继续运行。

int down_interruptible(struct semaphore * sem);

  该函数功能与down类似,不同之处为,down不会被信号(signal)打断,但down_interruptible能被信号打断,因此该函数有返回值来区分是正常返回还是被信号中断,如果返回0,表示获得信号量正常返回,如果被信号打断,返回-EINTR。

int down_trylock(struct semaphore * sem);

  该函数试着获得信号量sem,如果能够立刻获得,它就获得该信号量并返回0,否则,表示不能获得信号量sem,返回值为非0值。因此,它不会导致调用者睡眠,可以在中断上下文使用。

void up(struct semaphore * sem);

  该函数释放信号量sem,即把sem的值加1,如果sem的值为非正数,表明有任务等待该信号量,因此唤醒这些等待者。 

 实例:

信号量在绝大部分情况下作为互斥锁使用,下面以console驱动系统为例说明信号量的使用。 

  在内核源码树的kernel/printk.c中,使用宏DECLARE_MUTEX声明了一个互斥锁console_sem,它用于保护console驱动列表console_drivers以及同步对整个console驱动系统的访问。 

本节部分定义转自:http://soft.yesky.com/os/lin/10/2303010_1.shtml




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