信号量集

man semop 查看信号量集操作

信号量集：进程进程间发送信号，是一个大容器，容器中有多个元素， 每个元素有多个信号

semget(2)

实例化信号量集合

函数声明

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

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

参数含义

第一个参数为，ftok返回的key_t类型，如果 key值为 IPC_PRIVATE 则只能用于有亲缘关系

标识符可选（多选用或运算）

第二个参数nsems是该集合中信号量个数，如果创建新的集合，必须指定nsems，如果是引用现有的集合，则将nsems指定为0；

第三个参数semflg可选参数：IPC_CREAT 创建，需要或上文件权限

IPC_EXCL与IPC_CREAT一起使用，确保如果消息队列已经创建，则返回失败

返回值

成功返回信号量集ID号

失败返回 -1 并且设置errno 如果标识符使用了IPC_CREAT 和 IPC_EXCL 并且errno的值为EEXIST，代表信号量集已经存在。

semctl(2)

第三个参数为以下两个选项时：

SETVAL 初始化指定集合中每个成员信号的个数

IPC_RMID 销毁信号量集

函数声明

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

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

参数含义

第一个参数semid为信号量集ID，即semget(2)返回值

第二个参数semnum..

第三个参数cmd为可选项SETVAL ： 初始化指定集合中每个成员信号的个数；IPC_RMID ：销毁信号量集

第四个参数可选，取决于cmd参数

semop(2)

自动执行信号量集合上的操作数组

函数声明

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

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

参数含义

sops是一个指针，指向一个struct sembuf结构表示的信号量操做数组：

struct sembuf
{
  unsigned short sem_num;  /* semaphore number */
  short          sem_op;   /* semaphore operation */
  short          sem_flg;  /* operation flags */
}

信号量集示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define FLNAME  "/tmp/out"

static int semid;

static int child_job(void);
int main(void)
{
    int fd;
    pid_t pid;

    fd = open(FLNAME, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    if (fd < 0) {
        perror("open()");
        exit(1);
    }
    write(fd, "0", 1);
    close(fd);

    // 实例化信号量集合
    semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0600);
    if (semid == -1) {
        perror("semget()");
        exit(1);
    }

    // 向信号量中初始化信号的个数
    semctl(semid, 0, SETVAL, 1);

    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        pid = fork();   
        if (pid < 0) {
            perror("fork()");
            goto FORK_ERROR;
        }
        if (pid == 0) {
            // 
            child_job();    
            exit(0);
        }
    }   

    for (int i = 0; i < 20; i++)
        wait(NULL);

    exit(0);
FORK_ERROR:
    exit(1);
}

static int P(void)
{
    struct sembuf buf;

    buf.sem_num = 0;
    buf.sem_op = -1;
    buf.sem_flg = 0;
    if (semop(semid, &buf, 1) == -1) {
        perror("semop()");
        return -1;
    }

    return 0;
}

// 还
static int V(void)
{
    struct sembuf buf;

    buf.sem_num = 0;
    buf.sem_op = 1;
    buf.sem_flg = 0;
    if (semop(semid, &buf, 1) == -1) {
        perror("semop()");
        return -1;
    }

    return 0;
}

static int child_job(void)
{
    FILE *fp = NULL;
    char buf[100] = {};

    fp = fopen(FLNAME, "r+");
    if (NULL == fp) {
        perror("fopen()");
        return -1;
    }
    
    // 拿信号
    P();

    fgets(buf, 100, fp);
    // sleep(1);
    rewind(fp);
    fprintf(fp, "%d", atoi(buf)+1);
    fclose(fp);

    // 还信号
    V();

    return 0;
}