Linux进程——信号量

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信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。本质上，信号量是一个计数器，它用来记录对某个资源（如共享内存）的存取状况。一般说来，为了获得共享资源，进程需要执行下列操作：

（1） 测试控制该资源的信号量。
* h8 A, V  D: `6 [
（2） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将进号量减1。
. c+ H; d0 V" P3 e
9 R$ R; X1 E1 V2 I3 a8 P3 ?（3） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。
1 K' n+ A4 j/ I
/ t( Y  m- f) b& P: z5 v（4） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。

& o9 P4 T6 L$ z4 Z& g, U- i维护信号量状态的是Linux内核操作系统而不是用户进程。我们可以从头文件/usr/src/linux/include　/linux　/sem.h中看到内核用来维护信号量状态的各个结构的定义。信号量是一个数据集合，用户可以单独使用这一集合的每个元素。要调用的第一个函数是semget，用以获得一个信号量ID。

＃i nclude <sys/types.h>
2 @1 D( k9 u1 U+ E        ＃i nclude <sys/ipc.h>
        ＃i nclude <sys/sem.h>
        int semget(key_t key, int nsems, int flag);

key是前面讲过的IPC结构的关键字，它将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。

sEMCtl函数用来对信号量进行操作。
9 B- D# N6 w# e; {( X# Q, u; L
  F5 N4 o2 Y5 _7 ^1 J& Y3 q2 yint semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);
! j" }! _* e' t2 z5 y; F0 P) b) Y
不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。
7 Q* W; t, e' i1 E& W( o
! `4 d* E  |# N+ \* n  _semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。

+ z0 |' _2 _5 _: A+ ~9 hint semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops);
5 F7 h- S2 B9 l! b8 H5 i
$ w( v# M( a7 \% N# C/ S( Fsemoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。
' ^3 A" Q4 u) E5 y% P7 F% q
: y! i4 Z9 [( y9 i; c9 W例：获取信号量状态：

) Y! e8 m. `. Ustruct semid_ds semidbuf;

2 Y% ^* [7 l4 x( P' ?+ H# D9 qsemctl(semid, 0, IPC_STAT, &semidbuf);

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