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進程間通信之信號量

本質:計數器。當前資源個數
生命周期:隨內核
本身不具有數據交換的功能,是通過控制其他通信資源(文件、外部設備)來實現進程間通信,本身是一種外部資源的標識。在此過程中負責數據操作的互斥與同步功能。
互斥:獨占臨界資源(排他)
同步:建立在互斥基礎上(順序性)
主要作用:協調進程對共享資源的訪問,保證在任一時刻,只有一個執行線程訪問代碼的臨界區域。(其中共享內存的使用就要用到信號量)
操作:
p操作:申請資源(以信號量集為單位申請)
v操作:釋放資源

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);   //系統調用它用來執行在信號量集上的控制操作
或者int semctl(int semid,int semnum,int cmd, /*union semun arg*/);
     semid:信號量集IPC標識符
     semnum:操作信號在信號量集中的編號(第一個信號的編號是0)
     cmd中的操作:
                              IPC_STAT:讀取一個信號量集的數據結構semid_ds,將其存儲在semun中的buf參數中
                              IPC_SET:設置信號量集的數據結構semid_ds的元素ipc_perm,其值取自semun中的buf參數
                              IPC_RMID:將信號量集從內存中刪除
                              IPC_SETVAL:設置信號量集中的一個單獨的信號量的值
     arg:代表一個semun的實例(它是一個聯合類型的副本,而不是一個指向聯合類型的指針)   
              union semun
               {
                    int val;   //value for SETVAL
                    struct semid_ds   *buf;     //buffer for IPC_STAT&IPC_SET,代表內核中使用的信號量的數據結構
                    unsigned short   *array;     //array for GETALL&SETALL,指針
                    struct seminfo   *__buf;     //buffer for IPC_INFO
               };
               struct semid_ds
               {
                    struct ipc_perm sem_perm;  //Ownership and permissions
                    time_t sem_otime;  //last semop time
                    time_t sem_ctime;  //last change time
                    unsigned short sem_nsems;  //No. of semaphores in set
               };
     成功:返回一個正數
     失敗:-1
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);      //獲取與某個鍵關聯的信號量集標識
     nsems:創建的信號量集中的信號量的個數,該參數只在創建信號量集時有效
     成功:返回信號量集IPC標識符
     失敗:-1
int semop(int semid, struct sembuf * sops, unsigned nsops);   //P、V操作通過調用semop函數實現,大於0表示當前可用的資源數的數量,小於0表示等待使用該資源的進程個數
     semid:信號集的識別碼,通過semget獲取
     sops:指向存儲信號操作結構的數組指針
                struct sembuf
                {
                    unsigned short sem_num;  //semaphore number,操作信號在信號集中的編號,第一個編號是0
                    short sem_op;  //semaphore operation
                    short sem_flg;  //operation flags
                };
                    sem_op:若其值為正數,該值會加到現有的信號內含值中。通常用於釋放所控資源的使用權;若其值為負數,而其絕對值又大於信號的現值,操作會阻塞,直到信號值大於或等於sem_op的絕對值。通常用於獲取資源的使用權;若其值為0,則操作將暫時阻塞,直到信號的值變為0
                    sem_flg:信號操作標志
                                   IPC_NOWAIT  //對信號的操作不能滿足時,semop()不會阻塞,並立即返回
                                   IPC_UNDO  //程序結束時(不論正常或異常),保證信號值會被重設為semop()調用前的值。避免程序在異常情況下結束時未將鎖定的資源解鎖,造成該資源永遠鎖定
     nsops:信號操作結構的數量,恆大於或等於1
     
     成功:0
     失敗:-1
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