Linux——信号量（定义、示例、信号量接口）

目录

1、信号量

2、信号量举例

3、信号量的接口

4、通过控制进程来完成打印机操作

5、ipcs命令

1、信号量

• （1）定义:​​​​​​ ​
• 信号量是一个特殊的变量，一般取正数值。它的值代表允许访问的资源数目，获取资源时，需要对信号量的值进行原子减一，该操作被称为Р操作。
• 当信号量值为О时，代表没有资源可用，Р操作会阻塞。释放资源时工需要对信号量的值进行原子加一，该操作被称为V操作。信号量主要用来同步进程。
• 信号量的值如果只取0,1，将其称为二值信号量。如果信号量的值大于1，则称之为计数信号量。
• 注意:正数值;加一减一是一个原子操作;
•      （原子操作：信号量+1 -1，不能被打断）

（2）临界资源和临界区的概念

①临界资源：指计算机的软硬件资源；同一时刻，只允许进程或者线程访问的资源。

②临界区：访问临界资源的代码段。

2、信号量举例

• 不加控制模拟使用打印机
• 题目：进程a和进程b模拟访问访问打印机，进程a输出第一个字符'a'表示开始使用打印机，输出第二个字符’a‘表示结束使用，b进程操作与a进程相同。
• （由于打印机同一时刻只能被一个进程使用，所以输出结果不应该出现abab这样交替的结果）。

//进程a.c
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main()
{
int i=0;
    for(;i<5;i++)
    {
        printf("A");
        fflush(stdout);
        int n=rand()%3;
        sleep(n);
        printf("A");
        fflush(stdout);
        n=rand()%3;
        sleep(n);
      }
}
 

//进程b.c
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main()
{
    int i=0;
    for(;i<5;i++)
    {   
        printf("B");
        fflush(stdout);
        int n=rand()%3;
        sleep(n);
        printf("B");
        fflush(stdout);
        n=rand()%3;
        sleep(n);
    }   
}

 如果不加控制，两个进程运行结果：

3、信号量的接口

(1)semget

• int semget(key_t key,int nsems,int semflg);//创建或者获取一个已经存在的信号量
• //key:给相同的key值,能得到相同的信号量
• //nsems:创建几个信号量;
• //semflg:标志位;如果为创建:IPC_CREAT;
• //如果为全新创建,也就是不知道是否有人创建过,则IPC_CREATE|IPC_EXCL,就是如果

         没有则创建,如果有则创建失败 ;

(2)semop

• int semop(int semid,struct sembuf *sops,unsigned nsops);//对信号量进行改变,做P操作或者V操作;
• //semid:信号量的id号,也就是刚才semget的返回值;说明对哪个信号量进行操作;
• //sops:结构体指针,指向sembuf的结构体指针,sembuf结构体有三个成员变量:

      ①sem_num表示信号量的编号(即指定信号量集中的信号量下标);

      ②sem_op表示是p还是v操作;

      ③1为v操作。

注意：(加1),-1为p操作(减1);

           sem_flg为标志位;
(3)semctl

• int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...);//对信号量进行控制:初始化/删除信号量
• semid:信号量id;
• semnum:信号量编号;
• cmd:命令:SETVAL:初始化信号量;
• IPC_RMID:删除信号量;

**注意**:联合体semun,这个联合体需要自己定义;

4、通过控制进程来完成打印机操作

（不存在abab交替打印）

思路： 在打印前进行p操作和v操作。

5、ipcs命令

• （1）查看信号量和消息队列，共享内存：ipcs
• （2）只查看所有的信号量：ipcs -s
• （3）只查看所有的共享内存：ipcs -m
• （4）显示所有消息队列：ipcs -q
• （5）显示最近访问过IPC设施的进程ID ipcs -p ipcs -m -p ipcs -q -p
• （6）显示IPC设施的最后操作时间

                 ipcs -t

                 ipcs -q -t

                 ipcs -m -t

                 ipcs -s -t

• （7）显示IPC设施的当前状态

                  ipcs -u

• （8）显示IPC设施的权限关系

                  ipcs -c

                  ipcs -m -c

                  ipcs -q -c

                  ipcs -s -c

• （9）显示IPC设施的详细信息

                  ipcs -q -i id

 注意：id 对应shmid、semid、msgid等。-q对应设施的类型（队列），查看信号量详细情况使用-s，查看共享内存使用-m。

• (10)显示所有的IPC设施

                  ipcs -a

如有错误，敬请指正。

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