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第4章进程间通信3,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,2,4.7Linux信号量,4.7.1Linux的信号量作为IPC机制的一种，与上述其它通信方式类似，也要通过kern_ipc_perm结构中的key来唯一标识一个信号量集，并通过该结构设置并检查访问权限。针对信号量集，系统中维护了一个由信号量集组成的数组，数组中的每个单元指向一个信号量集。每一个信号量集由一个sem_array结构来描述，该结构定义在文件/usr/src/linux-2.4/include/linux/sem.h中。,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,3,4.7.1Linux的信号量,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,4,4.7.2有关信号量的系统调用函数,Linux提供下列3个有关信号量的系统调用函数：semget()semop()semctl()下面分别予以介绍。,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,5,4.7.2有关信号量的系统调用函数,1.创建一个新的信号量集或获取一个已经存在的信号量集命令格式：intsemget(key_tkey,intnsems,intsemflg)；返回值：正确返回：信号量集的标识符错误返回：-1,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,6,1.创建一个新的信号量集或获取一个已经存在的信号量集,参数说明：key信号量集的key值：使用IPC_PRIVATE，由系统产生key值并返回标识符，或者返回key值已存在的信号量集的标识符。key值不为IPC_PRIVATE而是由用户指定一个非0整型数值，则对信号量集的打开或存取操作依赖于semflag参数的取值。nsems指定打开或者新创建的信号量集将包含的信号量的数目；如果该key值的信号量集已存在，而semflg只指定了IPC_CREAT标志，那么参数nsems必须与原来的值一致，否则也会返回错误信息。该参数最大值在linux/sem.h中被定义：#defineSEMMSL250/*0)/父进程返回i=1;while(i=3)/循环3次sleep(1);semop(mutexid,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,20,else/子进程返回j=1;while(j0)/父进程返回读信息并输出while(1)semop(fullid,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,27,else/子进程返回写信息到共享内存while(1)semop(emptyid,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,28,运行结果：,由结果可以看出，子进程写到单缓冲区中的信息，父进程都依次取出并输出了。,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,29,2.利用信号量实现进程同步,例4-11设父进程创建一个子进程作为生产者，创建两个子进程作为消费者，这三个子进程使用一个共享内存，该共享内存定义为具有5个变量的数组，每个变量表示一个缓冲区，缓冲区号为04。生产者进程依次往缓冲区04中写10个数据110，两个读进程依次从缓冲区04中轮流取出这10个数据。使用信号量实现进程读写缓冲区的同步和互斥。,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,30,2.利用信号量实现进程同步,分析：需要创建3个子进程：生产者、消费者A、消费者B；需要使用3个信号量：empty、full、mutex，分别表示缓冲区是否有空、是否有数和互斥信号量，其初值分别为：5，0，1；需要2个共享内存：array和get，分别表示多缓冲区数组变量array04、和消费者读缓冲区号的计数get，get计数由两个消费者进程共享，由于生产者只有一个没，所以写缓冲区号的计数set不需要使用共享内存。,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,31,算法：,创建共享存储区array，get；附接共享存储区到进程空间；共享存储区赋初值；创建信号量empty并初始化；创建信号量full并初始化；创建信号量mutex并初始化；创建生产者子进程；如果生产者子进程返回：for(i=0；i10，i+)P(empty)；P（mutex）；写数据到共享存储区；缓冲区计数set+；V（mutex）；V(full)；exit(0)；,如果父进程返回：创建消费者A子进程；如果消费者A进程返回：for(i=0；i10，i+)P(full)；P（mutex）；从共享存储区中取数据；缓冲区计数(*get)+；V（mutex）；V(empty)；exit(0)；如果父进程返回：创建消费者B子进程；如果消费者B进程返回：,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,32,算法：,for(i=0；i10，i+)P(full)；P（mutex）；从共享存储区中取数据；缓冲区计数(*get)+；V（mutex）；V(empty)；exit(0)；程序清单：semshm.doc,如果父进程返回：wait(0)；wait(0)；wait(0)；断开2个共享存储区；撤消2个共享存储区；撤消3个信号量；exit(0)；,2020/6/9,操作系统与实验第4章3,33,编译连接并执行后的输出结果如下：,由运