Linux之信號(hào)量-比較全面-個(gè)人總結(jié)

1、 信號(hào)量一什么是信號(hào)量信號(hào)量的使用主要是用來(lái)保護(hù)共享資源，使得資源在一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程線程所擁有。信號(hào)量的值為正的時(shí)候，說(shuō)明它空閑。所測(cè)試的線程可以鎖定而使用它。假設(shè)為0，說(shuō)明它被占用，測(cè)試的線程要進(jìn)入睡眠隊(duì)列中，等待被喚醒。二信號(hào)量的分類(lèi)在學(xué)習(xí)信號(hào)量之前，我們必須先知道Linux提供兩種信號(hào)量：（1） 內(nèi)核信號(hào)量，由內(nèi)核控制路徑使用（2） 用戶態(tài)進(jìn)程使用的信號(hào)量，這種信號(hào)量又分為POSIX信號(hào)量和SYSTEM V信號(hào)量。POSIX信號(hào)量又分為有名信號(hào)量和無(wú)名信號(hào)量。有名信號(hào)量，其值保存在文件中, 所以它可以用于線程也可以用于進(jìn)程間的同步。無(wú)名信號(hào)量，其值保存在內(nèi)存中。倘假設(shè)對(duì)信號(hào)量沒(méi)有以上

2、的全面認(rèn)識(shí)的話，你就會(huì)很快發(fā)現(xiàn)自己在信號(hào)量的森林里迷失了方向。三內(nèi)核信號(hào)量1內(nèi)核信號(hào)量的構(gòu)成內(nèi)核信號(hào)量類(lèi)似于自旋鎖，因?yàn)楫?dāng)鎖關(guān)閉著時(shí)，它不允許內(nèi)核控制路徑繼續(xù)進(jìn)行。然而，當(dāng)內(nèi)核控制路徑試圖獲取內(nèi)核信號(hào)量鎖保護(hù)的忙資源時(shí)，相應(yīng)的進(jìn)程就被掛起。只有在資源被釋放時(shí)，進(jìn)程才再次變?yōu)榭蛇\(yùn)行。只有可以睡眠的函數(shù)才能獲取內(nèi)核信號(hào)量；中斷處理程序和可延遲函數(shù)都不能使用內(nèi)核信號(hào)量。內(nèi)核信號(hào)量是struct semaphore類(lèi)型的對(duì)象，它在<asm/semaphore.h>中定義：struct semaphore atomic_t count; int sleepers; wait_queue_he

3、ad_t wait;count：相當(dāng)于信號(hào)量的值，大于0，資源空閑；等于0，資源忙，但沒(méi)有進(jìn)程等待這個(gè)保護(hù)的資源；小于0，資源不可用，并至少有一個(gè)進(jìn)程等待資源。wait：存放等待隊(duì)列鏈表的地址，當(dāng)前等待資源的所有睡眠進(jìn)程都會(huì)放在這個(gè)鏈表中。sleepers：存放一個(gè)標(biāo)志，表示是否有一些進(jìn)程在信號(hào)量上睡眠。2內(nèi)核信號(hào)量中的等待隊(duì)列刪除，沒(méi)有聯(lián)系上面已經(jīng)提到了內(nèi)核信號(hào)量使用了等待隊(duì)列wait_queue來(lái)實(shí)現(xiàn)阻塞操作。當(dāng)某任務(wù)由于沒(méi)有某種條件沒(méi)有得到滿足時(shí)，它就被掛到等待隊(duì)列中睡眠。當(dāng)條件得到滿足時(shí)，該任務(wù)就被移出等待隊(duì)列，此時(shí)并不意味著該任務(wù)就被馬上執(zhí)行，因?yàn)樗直灰七M(jìn)工作隊(duì)列中等待CPU資源，

4、在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)被調(diào)度。內(nèi)核信號(hào)量是在內(nèi)部使用等待隊(duì)列的，也就是說(shuō)該等待隊(duì)列對(duì)用戶是隱藏的，無(wú)須用戶干預(yù)。由用戶真正使用的等待隊(duì)列我們將在另外的篇章進(jìn)行詳解。3內(nèi)核信號(hào)量的相關(guān)函數(shù)1初始化：void sema_init (struct semaphore *sem, int val);void init_MUTEX (struct semaphore *sem); /將sem的值置為1，表示資源空閑void init_MUTEX_LOCKED (struct semaphore *sem); /將sem的值置為0，表示資源忙2申請(qǐng)內(nèi)核信號(hào)量所保護(hù)的資源：void down(struct semap

5、hore * sem); / 可引起睡眠int down_interruptible(struct semaphore * sem); / down_interruptible能被信號(hào)打斷int down_trylock(struct semaphore * sem); / 非阻塞函數(shù)，不會(huì)睡眠。無(wú)法鎖定資源則馬上返回3釋放內(nèi)核信號(hào)量所保護(hù)的資源：void up(struct semaphore * sem);4內(nèi)核信號(hào)量的使用例程在驅(qū)動(dòng)程序中，當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)相同的資源時(shí)驅(qū)動(dòng)中的全局變量時(shí)一種典型的共享資源，可能會(huì)引發(fā)“競(jìng)態(tài)“，因此我們必須對(duì)共享資源進(jìn)行并發(fā)控制。Linux內(nèi)核中解決并發(fā)控

6、制的最常用方法是自旋鎖與信號(hào)量絕大多數(shù)時(shí)候作為互斥鎖使用。ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off)/獲得信號(hào)量if (down_interruptible(&sem)return - ERESTARTSYS;/將用戶空間的數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核空間的global_varif (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int)up(&sem);return - EFAULT;/釋放信號(hào)量up(&sem);r

7、eturn sizeof(int);四POSIX 信號(hào)量與SYSTEM V信號(hào)量的比較1. 對(duì)POSIX來(lái)說(shuō)，信號(hào)量是個(gè)非負(fù)整數(shù)。常用于線程間同步。而SYSTEM V信號(hào)量則是一個(gè)或多個(gè)信號(hào)量的集合，它對(duì)應(yīng)的是一個(gè)信號(hào)量結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體是為SYSTEM V IPC服務(wù)的，信號(hào)量只不過(guò)是它的一部分。常用于進(jìn)程間同步。2POSIX信號(hào)量的引用頭文件是“<semaphore.h>”，而SYSTEM V信號(hào)量的引用頭文件是“<sys/sem.h>”。3從使用的角度，System V信號(hào)量是復(fù)雜的，而Posix信號(hào)量是簡(jiǎn)單。比方，POSIX信號(hào)量的創(chuàng)建和初始化或PV操作就很非常

8、方便。五POSIX信號(hào)量詳解1無(wú)名信號(hào)量無(wú)名信號(hào)量的創(chuàng)建就像聲明一般的變量一樣簡(jiǎn)單，例如：sem_t sem_id。然后再初始化該無(wú)名信號(hào)量，之后就可以放心使用了。無(wú)名信號(hào)量常用于多線程間的同步，同時(shí)也用于相關(guān)進(jìn)程間的同步。也就是說(shuō)，無(wú)名信號(hào)量必須是多個(gè)進(jìn)程線程的共享變量，無(wú)名信號(hào)量要保護(hù)的變量也必須是多個(gè)進(jìn)程線程的共享變量，這兩個(gè)條件是缺一不可的。常見(jiàn)的無(wú)名信號(hào)量相關(guān)函數(shù)：sem_destroyint sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);    1)pshared=0 用于同一多線程的同步；

9、    2)假設(shè)pshared>0 用于多個(gè)相關(guān)進(jìn)程間的同步即由fork產(chǎn)生的int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);    取回信號(hào)量sem的當(dāng)前值，把該值保存到sval中。    假設(shè)有1個(gè)或更多的線程或進(jìn)程調(diào)用sem_wait阻塞在該信號(hào)量上，該函數(shù)返回兩種值：        1) 返回0        2) 返回阻塞在該信號(hào)量上的進(jìn)程

10、或線程數(shù)目    linux采用返回的第一種策略。sem_wait(或sem_trywait)相當(dāng)于P操作，即申請(qǐng)資源。int sem_wait(sem_t *sem); / 這是一個(gè)阻塞的函數(shù)    測(cè)試所指定信號(hào)量的值,它的操作是原子的。    假設(shè)sem>0，那么它減1并立即返回。    假設(shè)sem=0，則睡眠直到sem>0，此時(shí)立即減1，然后返回。int sem_trywait(sem_t *sem); / 非阻塞的函數(shù)   

11、 其他的行為和sem_wait一樣，除了：    假設(shè)sem=0，不是睡眠，而是返回一個(gè)錯(cuò)誤EAGAIN。sem_post相當(dāng)于V操作，釋放資源。int sem_post(sem_t *sem);    把指定的信號(hào)量sem的值加1;    呼醒正在等待該信號(hào)量的任意線程。注意：在這些函數(shù)中，只有sem_post是信號(hào)安全的函數(shù)，它是可重入函數(shù)a無(wú)名信號(hào)量在多線程間的同步無(wú)名信號(hào)量的常見(jiàn)用法是將要保護(hù)的變量放在sem_wait和sem_post中間所形成的臨界區(qū)內(nèi)，這樣該變量就會(huì)被保護(hù)起來(lái)，例如：#inc

12、lude <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <sys/types.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>int number; / 被保護(hù)的全局變量sem_t sem_id;void* thread_one_fun(void *arg)sem_wait(&sem_id);printf("thread_one have the semaphoren");number+;printf("number = %dn&

13、quot;,number);sem_post(&sem_id);void* thread_two_fun(void *arg)sem_wait(&sem_id);printf("thread_two have the semaphore n");number-;printf("number = %dn",number);sem_post(&sem_id);int main(int argc,char *argv) number = 1;pthread_t id1, id2; sem_init(&sem_id, 0, 1);

14、pthread_create(&id1,NULL,thread_one_fun, NULL);pthread_create(&id2,NULL,thread_two_fun, NULL);pthread_join(id1,NULL);pthread_join(id2,NULL);printf("main,n");return 0;上面的例程，到底哪個(gè)線程先申請(qǐng)到信號(hào)量資源，這是隨機(jī)的。如果想要某個(gè)特定的順序的話，可以用2個(gè)信號(hào)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如下面的例程是線程1先執(zhí)行完，然后線程2才繼續(xù)執(zhí)行，直至結(jié)束。int number; / 被保護(hù)的全局變量sem_t se

15、m_id1, sem_id2;void* thread_one_fun(void *arg)sem_wait(&sem_id1);printf("thread_one have the semaphoren");number+;printf("number = %dn",number);sem_post(&sem_id2);void* thread_two_fun(void *arg)sem_wait(&sem_id2);printf("thread_two have the semaphore n");num

16、ber-;printf("number = %dn",number);sem_post(&sem_id1);int main(int argc,char *argv) number = 1;pthread_t id1, id2;sem_init(&sem_id1, 0, 1); / 空閑的sem_init(&sem_id2, 0, 0); / 忙的pthread_create(&id1,NULL,thread_one_fun, NULL);pthread_create(&id2,NULL,thread_two_fun, NULL);p

17、thread_join(id1,NULL);pthread_join(id2,NULL);printf("main,n");return 0;b無(wú)名信號(hào)量在相關(guān)進(jìn)程間的同步說(shuō)是相關(guān)進(jìn)程，是因?yàn)楸境绦蛑泄灿?個(gè)進(jìn)程，其中一個(gè)是另外一個(gè)的子進(jìn)程由fork產(chǎn)生的。 本來(lái)對(duì)于fork來(lái)說(shuō)，子進(jìn)程只繼承了父進(jìn)程的代碼副本，mutex理應(yīng)在父子進(jìn)程中是相互獨(dú)立的兩個(gè)變量，但由于在初始化mutex的時(shí)候，由pshared = 1指定了mutex處于共享內(nèi)存區(qū)域，所以此時(shí)mutex變成了父子進(jìn)程共享的一個(gè)變量。此時(shí)，mutex就可以用來(lái)同步相關(guān)進(jìn)程了。#include <semaph

18、ore.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <sys/mman.h>int main(int argc, char *argv)int fd, i,count=0,nloop=10,zero=0,*ptr; sem_t mutex; /ope

19、n a file and map it into memory fd = open("log.txt",O_RDWR|O_CREAT,S_IRWXU); write(fd,&zero,sizeof(int); ptr = mmap( NULL,sizeof(int),PROT_READ |PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0 ); close(fd); /* create, initialize semaphore */ if( sem_init(&mutex,1,1) < 0) / perror("semaphore ini

20、tilization"); exit(0); if (fork() = 0) /* child process*/for (i = 0; i < nloop; i+) sem_wait(&mutex); printf("child: %dn", (*ptr)+); sem_post(&mutex); exit(0); /* back to parent process */for (i = 0; i < nloop; i+) sem_wait(&mutex); printf("parent: %dn", (*

21、ptr)+); sem_post(&mutex); exit(0);2有名信號(hào)量有名信號(hào)量的特點(diǎn)是把信號(hào)量的值保存在文件中。這決定了它的用途非常廣：既可以用于線程，也可以用于相關(guān)進(jìn)程間，甚至是不相關(guān)進(jìn)程。a有名信號(hào)量能在進(jìn)程間共享的原因由于有名信號(hào)量的值是保存在文件中的，所以對(duì)于相關(guān)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，子進(jìn)程是繼承了父進(jìn)程的文件描述符，那么子進(jìn)程所繼承的文件描述符所指向的文件是和父進(jìn)程一樣的，當(dāng)然文件里面保存的有名信號(hào)量值就共享了。b有名信號(hào)量相關(guān)函數(shù)說(shuō)明有名信號(hào)量在使用的時(shí)候，和無(wú)名信號(hào)量共享sem_wait和sem_post函數(shù)。區(qū)別是有名信號(hào)量使用sem_open代替sem_init，另外

22、在結(jié)束的時(shí)候要像關(guān)閉文件一樣去關(guān)閉這個(gè)有名信號(hào)量。(1)打開(kāi)一個(gè)已存在的有名信號(hào)量，或創(chuàng)建并初始化一個(gè)有名信號(hào)量。一個(gè)單一的調(diào)用就完成了信號(hào)量的創(chuàng)建、初始化和權(quán)限的設(shè)置。sem_t *sem_open(const char *name,  int oflag, mode_t mode , int value);name是文件的路徑名；Oflag 有O_CREAT或O_CREAT|EXCL兩個(gè)取值；mode_t控制新的信號(hào)量的訪問(wèn)權(quán)限；Value指定信號(hào)量的初始化值。注意：這里的name不能寫(xiě)成/tmp/aaa.sem這樣的格式，因?yàn)樵趌inux下，sem都是創(chuàng)建在/dev/

23、shm目錄下。你可以將name寫(xiě)成“/mysem”或“mysem”，創(chuàng)建出來(lái)的文件都是“”，千萬(wàn)不要寫(xiě)路徑。也千萬(wàn)不要寫(xiě)“/tmp/mysem”之類(lèi)的。當(dāng)oflag = O_CREAT時(shí)，假設(shè)name指定的信號(hào)量不存在時(shí)，則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)，而且后面的mode和value參數(shù)必須有效。假設(shè)name指定的信號(hào)量已存在，則直接打開(kāi)該信號(hào)量，同時(shí)忽略mode和value參數(shù)。當(dāng)oflag = O_CREAT|O_EXCL時(shí)，假設(shè)name指定的信號(hào)量已存在，該函數(shù)會(huì)直接返回error。(2) 一旦你使用了一信號(hào)量，銷(xiāo)毀它們就變得很重要。在做這個(gè)之前，要確定所有對(duì)這個(gè)有名信號(hào)量的引用都已經(jīng)通過(guò)sem_clos

24、e函數(shù)關(guān)閉了，然后只需在退出或是退出處理函數(shù)中調(diào)用sem_unlink()去刪除系統(tǒng)中的信號(hào)量，注意如果有任何的處理器或是線程引用這個(gè)信號(hào)量，sem_unlink()函數(shù)不會(huì)起到任何的作用。也就是說(shuō)，必須是最后一個(gè)使用該信號(hào)量的進(jìn)程來(lái)執(zhí)行sem_unlick才有效。因?yàn)槊總€(gè)信號(hào)燈有一個(gè)引用計(jì)數(shù)器記錄當(dāng)前的打開(kāi)次數(shù)，sem_unlink必須等待這個(gè)數(shù)為0時(shí)才能把name所指的信號(hào)燈從文件系統(tǒng)中刪除。也就是要等待最后一個(gè)sem_close發(fā)生。c有名信號(hào)量在無(wú)相關(guān)進(jìn)程間的同步前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，有名信號(hào)量是位于共享內(nèi)存區(qū)的，那么它要保護(hù)的資源也必須是位于共享內(nèi)存區(qū)，只有這樣才能被無(wú)相關(guān)的進(jìn)程所共享。在下

25、面這個(gè)例子中，服務(wù)進(jìn)程和客戶進(jìn)程都使用shmget和shmat來(lái)獲取得一塊共享內(nèi)存資源。然后利用有名信號(hào)量來(lái)對(duì)這塊共享內(nèi)存資源進(jìn)行互斥保護(hù)。<u>File1: server.c </u>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <stdio.h>#include <semaphore.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include

26、 <fcntl.h>#define SHMSZ 27char SEM_NAME= "vik"int main() char ch; int shmid; key_t key; char *shm,*s; sem_t *mutex; /name the shared memory segment key = 1000; /create & initialize semaphore mutex = sem_open(SEM_NAME,O_CREAT,0644,1); if(mutex = SEM_FAILED) perror("unable to

27、create semaphore"); sem_unlink(SEM_NAME); exit(-1); /create the shared memory segment with this key shmid = shmget(key,SHMSZ,IPC_CREAT|0666); if(shmid<0) perror("failure in shmget"); exit(-1); /attach this segment to virtual memory shm = shmat(shmid,NULL,0); /start writing into mem

28、ory s = shm; for(ch='A'ch<='Z'ch+) sem_wait(mutex); *s+ = ch; sem_post(mutex); /the below loop could be replaced by binary semaphore while(*shm != '*') sleep(1); sem_close(mutex); sem_unlink(SEM_NAME); shmctl(shmid, IPC_RMID, 0); exit(0);<u></u>#include <sys

29、/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <stdio.h>#include <semaphore.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#define SHMSZ 27char SEM_NAME= "vik"int main() char ch; int shmid; key_t key; char *shm,*s; sem

30、_t *mutex; /name the shared memory segment key = 1000; /create & initialize existing semaphore mutex = sem_open(SEM_NAME,0,0644,0); if(mutex = SEM_FAILED) perror("reader:unable to execute semaphore"); sem_close(mutex); exit(-1); /create the shared memory segment with this key shmid = s

31、hmget(key,SHMSZ,0666); if(shmid<0) perror("reader:failure in shmget"); exit(-1); /attach this segment to virtual memory shm = shmat(shmid,NULL,0); /start reading s = shm; for(s=shm;*s!=NULL;s+) sem_wait(mutex); putchar(*s); sem_post(mutex); /once done signal exiting of reader:This can b

32、e replaced by another semaphore *shm = '*' sem_close(mutex); shmctl(shmid, IPC_RMID, 0); exit(0);六SYSTEM V信號(hào)量這是信號(hào)量值的集合，而不是單個(gè)信號(hào)量。相關(guān)的信號(hào)量操作函數(shù)由<sys/ipc.h>引用。1信號(hào)量結(jié)構(gòu)體內(nèi)核為每個(gè)信號(hào)量集維護(hù)一個(gè)信號(hào)量結(jié)構(gòu)體，可在<sys/sem.h>找到該定義：struct semid_ds struct ipc_perm sem_perm; /* 信號(hào)量集的操作許可權(quán)限 */struct sem *sem_base;

33、/* 某個(gè)信號(hào)量sem結(jié)構(gòu)數(shù)組的指針，當(dāng)前信號(hào)量集中的每個(gè)信號(hào)量對(duì)應(yīng)其中一個(gè)數(shù)組元素 */ ushort sem_nsems; /* sem_base 數(shù)組的個(gè)數(shù) */ time_t sem_otime; /* 最后一次成功修改信號(hào)量數(shù)組的時(shí)間 */ time_t sem_ctime; /* 成功創(chuàng)建時(shí)間 */;struct sem     ushort semval;        /* 信號(hào)量的當(dāng)前值 */    short  sempid; 

34、0;      /* 最后一次返回該信號(hào)量的進(jìn)程ID號(hào) */    ushort semncnt;        /* 等待semval大于當(dāng)前值的進(jìn)程個(gè)數(shù) */    ushort semzcnt;        /* 等待semval變成0的進(jìn)程個(gè)數(shù) */;2常見(jiàn)的SYSTEM V信號(hào)量函數(shù)a關(guān)鍵字和描述符SYSTEM V信號(hào)量是SYSTEM V IPC即SYSTEM V進(jìn)

35、程間通信的組成部分，其他的有SYSTEM V消息隊(duì)列，SYSTEM V共享內(nèi)存。而關(guān)鍵字和IPC描述符無(wú)疑是它們的共同點(diǎn)，也使用它們，就不得不先對(duì)它們進(jìn)行熟悉。這里只對(duì)SYSTEM V信號(hào)量進(jìn)行討論。IPC描述符相當(dāng)于引用ID號(hào)，要想使用SYSTEM V信號(hào)量或MSG、SHM，就必須用IPC描述符來(lái)調(diào)用信號(hào)量。而IPC描述符是內(nèi)核動(dòng)態(tài)提供的通過(guò)semget來(lái)獲取，用戶無(wú)法讓服務(wù)器和客戶事先認(rèn)可共同使用哪個(gè)描述符，所以有時(shí)候就需要到關(guān)鍵字KEY來(lái)定位描述符。某個(gè)KEY只會(huì)固定對(duì)應(yīng)一個(gè)描述符這項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作由內(nèi)核完成，這樣假設(shè)服務(wù)器和客戶事先認(rèn)可共同使用某個(gè)KEY，那么大家就都能定位到同一個(gè)描述符，也

36、就能定位到同一個(gè)信號(hào)量，這樣就到達(dá)了SYSTEM V信號(hào)量在進(jìn)程間共享的目的。b創(chuàng)建和打開(kāi)信號(hào)量int semget(key_t key, int nsems, int oflag)(1) nsems>0 : 創(chuàng)建一個(gè)信的信號(hào)量集，指定集合中信號(hào)量的數(shù)量，一旦創(chuàng)建就不能更改。(2) nsems=0 : 訪問(wèn)一個(gè)已存在的集合(3) 返回的是一個(gè)稱(chēng)為信號(hào)量標(biāo)識(shí)符的整數(shù)，semop和semctl函數(shù)將使用它。 (4) 創(chuàng)建成功后信號(hào)量結(jié)構(gòu)被設(shè)置： .sem_perm 的uid和gid成員被設(shè)置成的調(diào)用進(jìn)程的有效用戶ID和有效組ID .sem_otime 被置為0,sem_ctime被設(shè)置為當(dāng)前

37、時(shí)間 .sem_nsems 被置為nsems參數(shù)的值 該集合中的每個(gè)信號(hào)量不初始化，這些結(jié)構(gòu)是在semctl，用參數(shù)SET_VAL，SETALL初始化的。semget函數(shù)執(zhí)行成功后，就產(chǎn)生了一個(gè)由內(nèi)核維持的類(lèi)型為semid_ds結(jié)構(gòu)體的信號(hào)量集，返回semid就是指向該信號(hào)量集的引索。c關(guān)鍵字的獲取有多種方法使客戶機(jī)和服務(wù)器在同一IPC結(jié)構(gòu)上會(huì)合：(1) 服務(wù)器可以指定關(guān)鍵字IPC_PRIVATE創(chuàng)建一個(gè)新IPC結(jié)構(gòu)，將返回的標(biāo)識(shí)符存放在某處例如一個(gè)文件以便客戶機(jī)取用。關(guān)鍵字 IPC_PRIVATE保證服務(wù)器創(chuàng)建一個(gè)新IPC結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是：服務(wù)器要將整型標(biāo)識(shí)符寫(xiě)到文件中，然后客戶機(jī)在此

38、后又要讀文件取得此標(biāo)識(shí)符。IPC_PRIVATE關(guān)鍵字也可用于父、子關(guān)系進(jìn)程。父進(jìn)程指定 IPC_PRIVATE創(chuàng)建一個(gè)新IPC結(jié)構(gòu)，所返回的標(biāo)識(shí)符在fork后可由子進(jìn)程使用。子進(jìn)程可將此標(biāo)識(shí)符作為exec函數(shù)的一個(gè)參數(shù)傳給一個(gè)新程序。(2) 在一個(gè)公用頭文件中定義一個(gè)客戶機(jī)和服務(wù)器都認(rèn)可的關(guān)鍵字。然后服務(wù)器指定此關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)新的IPC結(jié)構(gòu)。這種方法的問(wèn)題是該關(guān)鍵字可能已與一個(gè) IPC結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在此情況下，get函數(shù)msgget、semget或shmget出錯(cuò)返回。服務(wù)器必須處理這一錯(cuò)誤，刪除已存在的IPC結(jié)構(gòu)，然后試著再創(chuàng)建它。當(dāng)然，這個(gè)關(guān)鍵字不能被別的程序所占用。(3) 客戶機(jī)和服務(wù)器

39、認(rèn)同一個(gè)路徑名和課題I D課題I D是0 2 5 5之間的字符值 ，然后調(diào)用函數(shù)ftok將這兩個(gè)值變換為一個(gè)關(guān)鍵字。這樣就防止了使用一個(gè)已被占用的關(guān)鍵字的問(wèn)題。使用ftok并非高枕無(wú)憂。有這樣一種例外：服務(wù)器使用ftok獲取得一個(gè)關(guān)鍵字后，該文件就被刪除了，然后重建。此時(shí)客戶端以此重建后的文件來(lái)ftok所獲取的關(guān)鍵字就和服務(wù)器的關(guān)鍵字不一樣了。所以一般商用的軟件都不怎么用ftok。一般來(lái)說(shuō)，客戶機(jī)和服務(wù)器至少共享一個(gè)頭文件，所以一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法是防止使用ftok，而只是在該頭文件中存放一個(gè)大家都知道的關(guān)鍵字。d設(shè)置信號(hào)量的值PV操作int semop(int semid, struct se

40、mbuf *opsptr, size_t nops);(1) semid： 是semget返回的semid(2)opsptr： 指向信號(hào)量操作結(jié)構(gòu)數(shù)組(3) nops ： opsptr所指向的數(shù)組中的sembuf結(jié)構(gòu)體的個(gè)數(shù)struct sembuf short sem_num; / 要操作的信號(hào)量在信號(hào)量集里的編號(hào)， short sem_op; / 信號(hào)量操作 short sem_flg; / 操作表示符;(4) 假設(shè)sem_op 是正數(shù)，其值就加到semval上，即釋放信號(hào)量控制的資源 假設(shè)sem_op 是0，那么調(diào)用者希望等到semval變?yōu)?，如果semval是0就返回;假設(shè)sem_o

41、p 是負(fù)數(shù)，那么調(diào)用者希望等待semval變?yōu)榇笥诨虻扔趕em_op的絕對(duì)值例如，當(dāng)前semval為2，而sem_op = -3，那么怎么辦？注意：semval是指semid_ds中的信號(hào)量集中的某個(gè)信號(hào)量的值(5) sem_flg SEM_UNDO 由進(jìn)程自動(dòng)釋放信號(hào)量 IPC_NOWAIT 不阻塞到這里，讀者肯定有個(gè)疑惑：semop希望改變的semval到底在哪里？我們?cè)趺礇](méi)看到有它的痕跡？其實(shí)，前面已經(jīng)說(shuō)明了，當(dāng)使用semget時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)由內(nèi)核維護(hù)的信號(hào)量集當(dāng)然每個(gè)信號(hào)量值即semval也是只由內(nèi)核才能看得到了，用戶能看到的就是返回的semid。內(nèi)核通過(guò)semop函數(shù)的參數(shù)，知道應(yīng)

42、該去改變semid所指向的信號(hào)量的哪個(gè)semval。e對(duì)信號(hào)集實(shí)行控制操作semval的賦值等int semctl(int semid, int semum, int cmd, ./* union semun arg */);semid是信號(hào)量集合；semnum是信號(hào)在集合中的序號(hào)；semum是一個(gè)必須由用戶自定義的結(jié)構(gòu)體，在這里我們務(wù)必弄清楚該結(jié)構(gòu)體的組成：union semun int val; / cmd = SETVAL struct semid_ds *buf / cmd = IPC_SET或者 cmd = IPC_STAT ushort *array; / cmd = SETALL

43、，或 cmd = GETALL ;val只有cmd =SETVAL時(shí)才有用，此時(shí)指定的semval = arg.val。注意：當(dāng)cmd = GETVAL時(shí)，semctl函數(shù)返回的值就是我們想要的semval。千萬(wàn)不要以為指定的semval被返回到arg.val中。 array指向一個(gè)數(shù)組，當(dāng)cmd=SETALL時(shí)，就根據(jù)；當(dāng)cmd =GETALL時(shí)，就將信號(hào)量集的所有值返回到arg.array指定的數(shù)組中。buf指針只在cmd=IPC_STAT或IPC_SET時(shí)有用，作用是semid所指向的信號(hào)量集semid_ds機(jī)構(gòu)體。一般情況下不常用，這里不做談?wù)摗Ａ硗猓琧md = IPC_RMID還是比

44、較有用的。f例碼#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>#include <stdio.h>static int nsems;static int semflg;static int semid;int errno=0;union semun int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; arg;int main()struct sembuf sops2; /要用到兩個(gè)信號(hào)量，所以要定義兩個(gè)操作數(shù)組in

45、t rslt;unsigned short argarray80; arg.array = argarray; semid = semget(IPC_PRIVATE, 2, 0666); if(semid < 0 ) printf("semget failed. errno: %dn", errno); exit(0); /獲取0th信號(hào)量的原始值rslt = semctl(semid, 0, GETVAL);printf("val = %dn",rslt); /初始化0th信號(hào)量，然后再讀取，檢查初始化有沒(méi)有成功arg.val = 1; / 同一

46、時(shí)間只允許一個(gè)占有者semctl(semid, 0, SETVAL, arg); rslt = semctl(semid, 0, GETVAL);printf("val = %dn",rslt); sops0.sem_num = 0;sops0.sem_op = -1; sops0.sem_flg = 0; sops1.sem_num = 1; sops1.sem_op = 1; sops1.sem_flg = 0;rslt=semop(semid, sops, 1); /申請(qǐng)0th信號(hào)量，嘗試鎖定 if (rslt < 0 ) printf("semop

47、failed. errno: %dn", errno); exit(0);/可以在這里對(duì)資源進(jìn)行鎖定sops0.sem_op = 1;semop(semid, sops, 1); /釋放0th信號(hào)量 rslt = semctl(semid, 0, GETVAL);printf("val = %dn",rslt); rslt=semctl(semid, 0, GETALL, arg); if (rslt < 0) printf("semctl failed. errno: %dn", errno); exit(0);printf("val1:%d val2: %dn",(unsigned int)argarray0,(unsigned int)argarray1);if(semctl(semid, 1, IPC_RMID) = -1) Perror(“semctl f