linux-12-IPC-使用信号量集进行通信

1.信号量集

1.1 概念

(1)什么叫信号量?

信号量就是一个计数器,用于控制同时访问资源的进程数,解决有限资源的分配问题

(2)什么叫信号量集?

信号量集指 信号量的集合,也就是由多个信号量组成的数组,可以同时控制多种资源的分配问题

1.2 计数器的工作方式

(1)先对计数器进行初始化为最大值

(2)有进程申请资源,计数减1

(3)计数器的值为0时,终止进程对资源的申请,申请资源的进程就会阻塞

(4)有进程释放资源,计数加1

(5)如果计数器的值大于0,阻塞的进程就可以拿到共享资源,直到计数为0,其他进程继续阻塞

1.3 使用信号量集进行通信的步骤

(1)获取key值,直接赋值或者使用ftok函数生成

(2)创建/获取信号量集,使用semget函数

(3)初始化信号量集,给指定的信号量进行初始化,使用semctl函数

(4)操作信号量集,对指定的信号量进行 加/减 操作,使用semop函数

(5)如果不再使用信号量集,那么可以删除信号量集,使用semctl函数

1.4 函数的解析

(1)semget函数 

int semget(key_t key,  int  nsems,int semflg);

  第一个参数:具体的key值,可以通过ftok函数获取

第二个参数:信号量集的大小,也就是信号量的个数

第三个参数:信号量集的操作方式    IPC_CREAT - 不存在则创建,以存在则获取    IPC_EXCL - 如果存在则创建失败    0  - 获取信号量集,不存在则获取失败

返回值:成功返回信号量集的id,失败返回-1

函数功能:创建/获取信号量集

注意:    当创建一个信号量集时,需要在第三个参数中指定信号量集的权限(2)semctl函数 

int semctl(int semid, int semnum,int cmd, ...);

第一个参数:表示信号量集的id

第二个参数:表示信号量集的下标

第三个参数:表示具体的操作  SETVAL - 给信号量集中的第semnum个信号量设置值,      设置的具体值由arg.val决定  IPC_STAT - 将semid指定的信号量集信息拷贝到      arg.buf中  IPC_SET - 根据arg.buf中的内容设置给semid指定的      信号量集  IPC_RMID - 删除信号量集第四个参数: 

  union semun    {        int val;    /* 当第三个参数SETVAL时使用*/      

                                    struct semid_ds *buf;/*IPC_STAT,IPC_SET */        unsigned short *array;  /*GETALL,SETALL */      

                                     struct seminfo  *__buf;  /*IPC_INFO*/    }  

    struct semid_ds    {      

                                      struct ipc_perm sem_perm;/*拥有者和权限*/     

                                     time_t sem_otime; /*最后一次使用semop时间*/   

                                    time_t sem_ctime; /*最后一次改变时间*/ 

                                     unsigned short  sem_nsems; /*信号量的个数*/    };

                                    struct ipc_perm    {

                                    key_t __key; /*key值*/

                                    uid_t uid;  /*有效用户id*/

                                   gid_t gid;  /*有效用户组id*/   

                                   uid_t cuid;  /*创建者的用户id*/ 

                                   gid_t cgid;  /*创建者的组id*/

                                   unsigned short mode;  /*权限*/

                                    unsigned short __seq; /*序列号,不管*/    }

 返回值:成功返回值根据cmd的不同而不同,失败返回-1 

(3)semop函数 

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

第一个参数:信号量集的id

第二个参数:结构体指针

unsigned short sem_num;/*信号集中的下标*/

short sem_op;  /*具体的操作,正数增加,负数减少*/

short sem_flg;  /*默认给0表示阻塞,IPC_NOWAIT表示不阻塞*/

第三个参数:信号量集的大小

返回值:成功返回0,失败返回-1

函数功能:针对semid所指向的信号量集中的nsops个信号量进行具体的操作

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