Linux编程练习 --SystemV信号灯(信号量).doc

Linux编程练习 -SystemV信号灯（信号量） 分类： Linux编程练习 2009-03-14 14:38 861人阅读 评论(0) 收藏 举报 1.综述信号灯也可以说是一种锁，但它可以用来控制除了文件以外的更多资源。信号灯的初始值一般为一个正数，决定了可以分配的资源数，为进程分配一个资源后自减，减到0后被锁住。SysV IPC要求信号灯必须定义为一个集合。创建信号量时则指定此集合中的值。双态信号灯是最简单的一种，0表示锁定，无资源；1表示解锁，有一个可用资源。2.内核中与信号量有关的数据结构内核中维持一份全局的struct semid_ds数组，semid_ds是信号量集合的结构。semget函数返回这个信号量集合在数组中的小标。struct semid_ds struct ipc_perm sem_perm; /该信号量集合的操作许可权限 struct sem *sem_base; /该数组的元素是：该集合包含的信号量的结构。 ushort sem_nsems; /sem_base数组的个数 time_t sem_otime; /最后一次成功修改该信号量数组的时间。 time_t sem_ctime; /成功创建的时间;struct sem ushort semval; /信号量的当前值 short sempid; /最后一次返回该信号量的进程的id号 ushort semncnt; /等待semval大于当前值的进程的个数 ushort semzcnt; /等待semval变成0的进程的个数;3.信号灯操作A.创建新信号量int shmget(key_t key, int nsems, int flag); 返回值是信号量标示符。key: key_t是int型的，这个是一个整数，要保证内核唯一性。nsems：该集合包含的信号量的个数。flag：创建的权限, 可以使一些读写权限与：IPC_CREAT ( | IPC_EXCL )的按位或。当该函数成功时，linux内核中的semval值为0，但是该值的初始化没有可移植性（就是说不能保证所有系统都能初始化该值）这个函数的作用：创建或者打开信号量集。B.对一个已打开的信号量集的若干信号量操作控制int semop(int semid, struct sembuf *opsptr, size_t nops);semid：是semget返回的semid号。nops：是数组opsptr的个数。opsptr是操作结构的数组struct sembuf short sem_num; /信号量在semid集合中的序号：0到nsems - 1； short sem_op; /操作 short sem_flag; /0, IPC_NOWAIT, SEM_UNDO;其中，sem_op值如下：semval为信号量当前值a、如果sem_op大于0，表示sem_num信号量所代表的资源的释放，semval += sem_op;如果sem_flag指定了SEM_UNDO标志，则信号量的调整值减去sem_op; b、如果sem_op小于0，表示sem_num信号量所代表资源的分配，具体是：如果semval 大于等于 sem_op的绝对值，则semval -= sem_op绝对值,成为新值；否则，阻塞知道条件满足，挂起（设IPC_NOWAIT会返回）c、如果sem_op等于0，表示直到semval 等于0时才返回，否则一直挂起。C.对信号量集实行控制操作int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ./* union semun arg */);其中semid是信号量集合，semnum是信号在集合中的序号，union semun int val; /* cmd = SETVAL */ struct semid_ds *buf /* cmd = IPC_SET或者 cmd = IPC_STAT */ ushort *array; /* cmd = SETALL, 或 cmd = GETALL */;cmd是控制命令，参数可选cmd取值如下：GETVAL, SETVAL : semid集合中semnum信号量当前的semval值GETALL，SETALL ：semid集合中所有信号量的值。IPC_RMID：删除semid信号量集GETPID：返回最后成功操作该信号的进程号。IPC_STAT：返回semid集合中的struct semid_ds结构。下面练习熟悉system V信号量的操作，用system V实现多个进程的互斥cpp view plaincopyprint?1. /*sem.c*/2. #include 3. #include 4. #include 5. #include 6. #include 7. #include 8. #include 9. intmain(intargc,char*argv)10. 11. key_tipckey;12. intsemid;13. /*建立两个信号灯结构*/14. structsembufsem2;/*sembufdefinedinsys/sem.h*/15. /*创建IPCKey*/16. ipckey=ftok(/tmp/foo,42);17. /*创建信号量.4=READ,2=ALTER*/18. semid=semget(ipckey,1,0666|IPC_CREAT);19. if(semid0)20. 21. printf(Error-%sn,strerror(errno);22. _exit(1);23. 24. /*设置*/25. /*Theseneverchangesoleavethemoutsidetheloop*/26. sem0.sem_num=0;27. sem1.sem_num=0;28. sem0.sem_flg=SEM_UNDO;/*Releasesemaphoreonexit*/29. sem1.sem_flg=SEM_UNDO;/*Releasesemaphoreonexit*/30. while(1)31. 32. printf(%sWaitingforthesemaphoretobereleasedn/n,argv1);33. /*设置两个信号灯，灯1等待，灯2请求资源锁*/34. sem0.sem_op=0;/*Waitforzero*/35. sem1.sem_op=1;/*Add1tolockit*/36. /*设置信号量集，两个信号量*/37. semop(semid,sem,2);38. /*资源锁区*/39. printf(%sIhavethesemaphoren/n,argv1);40. sleep(rand()%3);41. /*Criticalsection,sleepfor0-2seconds*/42. sem0.sem_op=-1;/*Decrementtounlock*/43. /*出锁，对信号量1操作*/44. semop(semid,sem,1);45. printf(%sReleasedsemaphoren/n,argv1);46. sleep(rand()%3);/*Sleep0-2seconds*/47. 48. 编译然后运行时输入：$ ./sem a & ./sem b &结果如下：a Waiting for the semaphore to be releaseda I have the semaphoreb Waiting for the semaphore to be releaseda Released semaphoreb I have the semapho