系统编程 day11 信号量 （我也不知道是什么东西，不好解释 ）（和之前的信号有一些不同 （函数）， 但是也有一些操作相同 ，比如说 p v 操作 ， ）

1.先说一下 ，终端的命令

pcs 命令用于报告进程间通信方式的状态

语法

ipcs    -m                m 共享内存段  

ipcs  -q                   q 消息队列  

ipcs   -s                  s 信号量  

ipcs   -a                  a设施的类型。

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 2      ipcrm- 删除IPC

格式：ipcrm    [–q msgid]    [-m shmid]   [ -s semid]  [-Q msgkey]   [-M shmkey]   [-S semkey]

参数说明：

-q：通过msgid删除消息队列

-Q：通过msgkey删除消息队列

-m：通过shmid删除共享内存

-M：通过shkey删除共享内存

-s：通过semid删除信号量

-S：通过semkey删除信号量

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3.信号量

信号量：一个整数；  

大于或等于0时代表可供并发进程使用的资源实体数；

  小于0时代表正在等待使用临界区的进程数；  

用于互斥的信号量初始值应大于0；  

只能通过P、V原语操作而改变；

信号量也就是操作系统中所用到的PV 原语，它广泛用于进程或线程间的同步与互斥。信号量本质上是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。

PV原语的工作原理:PV原语是对整数计数器信号量sem的操作。一次P操作使sem减一，而一次V操作使sem 加一。

进程（或线程）根据信号量的值来判断是否对公共资源具有访问权限。当信号量sem 的值大于等于零时，该进程（或线程）具有公共资源的访问权限；相反，当信号量sem的值小于零时，该进程（或线程）就将阻塞直到信号量sem的值大于0 为止。

为了达到安全访问共享资源的目的,就要同步共享资源,那么总要把访问的共享资源放在临界区中，能否进入临界区正好用信号量来控制, 进程需要执行下列操作：  （1） 访问控制该资源的信号量 。  （2） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将信号量减1（P操作）  （3） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。  （4） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。（V操作），如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程

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4.

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 5.

 

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6.信号函数：

1.ftok--获取一个IPC标识符

头文件： # include # include

函数原型：key_t ftok(const char *pathname, char proj_id);  

参数：pathname为指定的文件路径，实际用到的是此文件的索引节点号，proj_id是子序号。

返回值：成功返回一个系统中唯一的key，否则返回-1

2.semget--获得一个信号量集合ID

头文件： #include  

#include

 #include

原型:int semget(key_t key, int nsems, int flag)

函数功能：用于创建一个新的信号量组或获取一个已经存在的信号量组

参数：key是IPC结构的标识符，

nsems是该集合中的信号量个数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定        

nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。

flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。flag常用值为：以下｜权限值

IPC_CREAT 如果信号量不存在则创建

IPC_EXCL 与IPC_CREAT合用，如果信号量已经存在则返回错误

返回值：如果创建成功返回已创建信号量集标识符semid，如果不成功返回-1

所创建的信号量可以通过 ipcs –s 命令查询

3.semctl--实现对信号灯的各种控制操作

原型：int semctl(int semid, int semnum, int cmd, semun arg );

返回值：如果成功，则返回一个正数，否则返回-1

参数：semid指定信号量集，

semnum指定对哪个信号灯操作(从0开始)，

参数cmd指定具体的操作类型。

参数cmd可为下列值： IPC_STAT获取信号量信息，信息由arg.buf返回，记录在semid_ds结构体                                         IPC_SET 设置信号量信息，待设置信息保存在arg.buf中。

                                        IPC_RMID 将信号量集从内存中删除。

                                        IPC_INFO 获取信息量集，由arg.buf返回，记录在struct seminfo结构体 GETALL 获取所有信号量的值，结果保存在 arg.array 中，

GETNCNT 返回正在等待资源的进程数目。

GETPID返回最后一个执行semop操作的进程的PID。

GETVAL返回信号量集中的一个单个的信号量的值

 GETZCNT返回这在等待完全空闲的资源的进程数目（等待所有信号量值变成0的进程数）

SETALL 通过arg.array更新所有信号量的值，同时更新与本信号相关的semid_ds结构的sem_ctime成员。

SETVAL设置信号量semnum所代表的信号量的值为arg.val。

4.semop--操作单个信号量

原型int semop(int semid,struct sembuf*sops,unsign int nsops)

函数功能：函数可以一次对一个或多个信号量进行PV操作。

参数：semid为要操作的信号量集合标识符,由semget()返回得来

          sops是指向将要操作的结构体的指针。

          nsops规定该数组中操作的数量（元素数）。

 

sem_op可以是下列值：

sem_op>0：相应进程要释放sem_op数目的共享资源；(V操作)

sem_op=0：用于对共享资源是否已用完的测试；(导致操作阻塞，直到信号量的值为0才继续) sem_op<0：进程要申请sem_op个共享资源。(P操作，信号量的值减去绝对值，如果小于零，进程阻塞，直到信号量的值至少等于其绝对值)

sem_flg可以是下列值：

IPC_NOWAIT用于防止操作阻塞，如果操作本应阻塞，则semop调用会失败。

SEM_UNDO会在进程退出的时候自动撤消该次操作。 返回值：0，成功。-1，失败。

看看代码  （看代码就懂了 真的）

/************************************************************************************************************************************************************************************************************************
 *文件名:
 *作  者:She001
 *时  间:
 *版  本:
 *作  用:信号量的函数
****************************************************************************************************************************************************************************************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include  
#include 
//信号量函数的使用方法
//ls -li //查看键值（唯一对应的值）
//2.ftok   //创建键值
//3.semget　　获得一个信号灯
 
 
 
//终端：
//4. ipcrm -s 信号量　　删除信号量
//5. ipcs -s   查看信号量
 
//信号量的命令
//  ipcs -m
//  ipcs -q
//  ipcs -s 
//  ipcs -a
 
 
 
//6.semctl   实现对信号量的各种控制操作　　　设定灯的初始值，查看信号量
//
 
union semnum
{
	int val;
}value={1};//初始的值为1
 
 
 
 
int main(int argc,char *argv[])
{
	key_t key =ftok(".",50);//生成一个键　//50这里随便填
	if(key==-1)
	{
		perror("ftok error\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		printf("ftok ok\n");
		printf("key =%d\n",key);
	}
    int sid =semget(key,1,IPC_CREAT|0666);  //创建一个信号量  
	printf("sid =%d\n",sid);//打印信号量的　id 
 
	
	//6　设定值　1
	semctl(sid,0 ,SETVAL,value);//value 是上面的共用体 //初始化 开始是1
	//查看初始化的值
	int val1 = semctl(sid,0,GETVAL,0);   
	printf("val1 =%d\n",val1);
    
 
	//P操作　v操作　
	//semop 函数　
	struct sembuf sem1 ={0};
	sem1.sem_num=0;  //创建的第一个信号量
	sem1.sem_op=-1;   //这里是-1 （注意）
	sem1.sem_flg=0;
	semop(sid ,&sem1,1);  //p 操作
	val1 = semctl(sid,0,GETVAL,0);//查看初始化的值
	printf("p  -> val1 =%d\n",val1);
	
	//对临界资源操作
	
 
	//v 操作　
	sem1.sem_op=1;  //+1 开灯
	semop(sid,&sem1,1);
	val1 = semctl(sid,0,GETVAL,0);//查看初始化的值
	printf("v  ->  val1 =%d\n",val1);
	
	//销毁信号量
	semctl(sid,0,IPC_RMID,0);
 
       return 0;
 
}