文章目錄

• 1、信號量的概念
• • 1.1、二元信號量
• 2、函數介紹
• • 2.1、semget函數
  • 2.2、semctl函數
  • 2.3、semop函數
• 3、示例代碼
• 4、其他操作

1、信號量的概念

用于協調多個進程（包括但不限于父子進程）對共享數據對象的讀/寫。它不以傳送數據為目的，主要是用來保護共享資源，保證共享資源在一個時刻只有一個進程獨享。

1.1、二元信號量

信號量是一個特殊的變量，只允許進程對它進行等待信號和發送信號操作。最簡單的信號量是取值0和1的二元信號量，這是信號量最常見的形式，1表示可以訪問，0表示加鎖

2、函數介紹

Linux中提供了一組函數用于操作信號量，程序中需要包含以下頭文件：

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h>

2.1、semget函數

semget函數用來獲取或創建信號量

typedef unsigned int key_t int semget(key_t key, int nsems, int semflg); 參數：key：是信號量的鍵值，是信號量在系統中的編號（一般用十六進制表示）nsems：是創建信號量集中信號量的個數，該參數只在創建信號量集時有效，這里固定填1。sem_flags：是一組標志，如果希望信號量不存在時創建一個新的信號量，可以和值IPC_CREAT做按位或操作。如果沒有設置IPC_CREAT標志并且信號量不存在，就會返錯（errno的值為2，No such file or directory）返回值：成功：返回信號量集的標識失敗：-1示例代碼： 1）獲取鍵值為0x5000的信號量，如果該信號量不存在，就創建它，代碼如下： int semid=semget(0x5000,1,0640|IPC_CREAT);2）獲取鍵值為0x5000的信號量，如果該信號量不存在，返回-1，errno的值被設置為2，代碼如下： int semid= semget(0x5000,1,0640)；

2.2、semctl函數

該函數用來控制信號量（常用于設置信號量的初始值和銷毀信號量

int semctl(int semid, int sem_num, int command, ...); 參數：semid： semget函數返回值sem_num： 是信號量集數組上的下標，表示某一個信號量，填0cmd： 是對信號量操作的命令種類，常用的有以下兩個：IPC_RMID：銷毀信號量，不需要第四個參數；SETVAL：初始化信號量的值（信號量成功創建后，需要設置初始值），這個值由第四個參數決定。第四參數是一個自定義的共同體，如下： // 用于信號燈操作的共同體。union semun{int val;struct semid_ds *buf;unsigned short *arry;};示例： 1）銷毀信號量。semctl(semid,0,IPC_RMID); 2）初始化信號量的值為1，信號量可用。union semun sem_union;sem_union.val = 1;semctl(semid,0,SETVAL,sem_union);

2.3、semop函數

該函數有兩個功能：1）等待信號量的值變為1，如果等待成功，立即把信號量的值置為0，這個過程也稱之為等待鎖；2）把信號量的值置為1，這個過程也稱之為釋放鎖。

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops); 參數：semid：semget函數返回的信號量標識sops：是一個結構體 struct sembuf {short sem_num; // 信號量集的個數，單個信號量設置為0。short sem_op; // 信號量在本次操作中需要改變的數據：-1-等待操作；1-發送操作。short sem_flg; // 把此標志設置為SEM_UNDO，操作系統將跟蹤這個信號量。// 如果當前進程退出時沒有釋放信號量，操作系統將釋放信號量，避免資源被死鎖。 };nsops：是操作信號量的個數，即sops結構變量的個數，設置它的為1（只對一個信號量的操作）示例： 1）等待信號量的值變為1，如果等待成功，立即把信號量的值置為0； struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = -1; sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(sem_id, &sem_b, 1);2）把信號量的值置為1。 struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = 1; sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(sem_id, &sem_b, 1);

3、示例代碼

這段代碼從嚴格來說是錯誤的，因為我沒有加錯誤處理，這樣子寫主要是為了理解，大家看一下加深理解就好，

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h>union semun // 用于信號量操作的共同體。 {int val;struct semid_ds *buf;unsigned short *arry; };int main() {int semid = semget(0x5000,1,0644|IPC_CREAT); // 創建或獲取信號量printf("semid:%d\n",semid); // 信號量idunion semun sem_union; // 設置信號量初始值sem_union.val = 1;semctl(semid,0,SETVAL,sem_union);int value = semctl(semid,0,GETVAL); // 獲取當前信號量的值printf("value:%d\n",value);struct sembuf sem_b;sem_b.sem_num = 0;sem_b.sem_op = -1;sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid,&sem_b,1); // 相當于加鎖操作// 設置完之后信號量值就變成0了，標識持有鎖int value1 = semctl(semid,0,GETVAL); // 獲取一下當前信號量值，當前值就是0printf("value1:%d\n",value1);sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = 1;sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid,&sem_b,1); // 釋放鎖操作// 設置完，信號量值為1int value2 = semctl(semid,0,GETVAL); // 獲取當前信號量值，當前值就是1printf("value1:%d\n",value2);return 0; }

4、其他操作

1、用ipcs -s可以查看系統的信號量，內容有鍵值（key），信號量編號（semid），創建者（owner），權限（perms），信號量數（nsems）。2、用ipcrm sem 信號量編號，可以手工刪除信號量

總結

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