Unix信號量中加解鎖方法

在Unix的System V中，Unix信號量通常被認為是對資源的訪問，因此資源可用則用正整數表示，當資源被全部占用，則為零。資源共享是UNIX多用戶系統的一個重要特征,Unix信號量(SEMAPHORE)則是防止兩個或多個進程同時訪問共享資源的一種機制。在Unix信號量機制實現之前,通常采用加鎖文件的方法,其算法描述如下:

⑴加鎖算法
 

int lock(lockfile)   
/*返回值0代表成功,其它為失敗*/   
char *lockfile; /*加鎖文件名*/   
{   
intfd,ret=0;   
extern int errno;   
if((fd=open(lockfile,O_WRONLY|O_CREAT|O_EXCL,0666))==-1   
&&errno==EEXIST) ret=1;   
return(ret);   
}  

⑵解鎖算法
 

unlock(lockfile)   
char *lockfile; /*鎖文件名*/   
{   
unlink(lockfile);   
}  

這種方法對訪問共享資源次數較少的進程是可行的,但對重載的使用則開銷太大了,況且一旦加鎖失敗則進程不知何時可以再試;當系統崩潰或重啟動時,加鎖文件可能會被忘掉了。

Dijkstra發表的Dekker算法給出了Unix信號量的一種實現,為整值對象定義了兩個了原語操作:P和V。其C描述如下:
 

void P(sem)   
int *sem;   
{   
while (*sem<=0);   
(*sem)--;   
}   
void V(sem)   
int *sem;   
{   
(*sem)++;   
}  

但上述算法不能在用戶空間編程,因為①sem指向的Unix信號量變量不能在進程間共享,它們有自己的數據段;②函數非原子執行,內核可在任何時候中斷一個進程;③若sem為0,進程並不釋放CPU。

所以Unix信號量必須由內核提供,它可在進程間共享數據,可執行原子操作(即一組操作要麼全部執行,要麼都不執行),可在一個進程阻塞時將CPU給另外一個進程。 這次關於Unix信號量的知識就先做個簡單的介紹。