『壹』 linux信號量
信號量是包含一個非負整數型的變數,並且帶有兩個原子操作wait和signal。Wait還可以被稱為down、P或lock,signal還可以被稱為up、V、unlock或post。在UNIX的API中(POSIX標准)用的是wait和post。
對於wait操作,如果信號量的非負整形變數S大於0,wait就將其減1,如果S等於0,wait就將調用線程阻塞;對於post操作,如果有線程在信號量上阻塞(此時S等於0),post就會解除對某個等待線程的阻塞,使其從wait中返回,如果沒有線程阻塞在信號量上,post就將S加1.
由此可見,S可以被理解為一種資源的數量,信號量即是通過控制這種資源的分配來實現互斥和同步的。如果把S設為1,那麼信號量即可使多線程並發運行。另外,信號量不僅允許使用者申請和釋放資源,而且還允許使用者創造資源,這就賦予了信號量實現同步的功能。可見信號量的功能要比互斥量豐富許多。
POSIX信號量是一個sem_t類型的變數,但POSIX有兩種信號量的實現機制: 無名信號量 和 命名信號量 。無名信號量只可以在共享內存的情況下,比如實現進程中各個線程之間的互斥和同步,因此無名信號量也被稱作基於內存的信號量;命名信號量通常用於不共享內存的情況下,比如進程間通信。
同時,在創建信號量時,根據信號量取值的不同,POSIX信號量還可以分為:
下面是POSIX信號量函數介面:
信號量的函數都以sem_開頭,線程中使用的基本信號函數有4個,他們都聲明在頭文件semaphore.h中,該頭文件定義了用於信號量操作的sem_t類型:
【sem_init函數】:
該函數用於創建信號量,原型如下:
該函數初始化由sem指向的信號對象,設置它的共享選項,並給它一個初始的整數值。pshared控制信號量的類型,如果其值為0,就表示信號量是當前進程的局部信號量,否則信號量就可以在多個進程間共享,value為sem的初始值。
該函數調用成功返回0,失敗返回-1。
【sem_destroy函數】:
該函數用於對用完的信號量進行清理,其原型如下:
成功返回0,失敗返回-1。
【sem_wait函數】:
該函數用於以原子操作的方式將信號量的值減1。原子操作就是,如果兩個線程企圖同時給一個信號量加1或減1,它們之間不會互相干擾。其原型如下:
sem指向的對象是sem_init調用初始化的信號量。調用成功返回0,失敗返回-1。
sem_trywait()則是sem_wait()的非阻塞版本,當條件不滿足時(信號量為0時),該函數直接返回EAGAIN錯誤而不會阻塞等待。
sem_timedwait()功能與sem_wait()類似,只是在指定的abs_timeout時間內等待,超過時間則直接返回ETIMEDOUT錯誤。
【sem_post函數】:
該函數用於以原子操作的方式將信號量的值加1,其原型如下:
與sem_wait一樣,sem指向的對象是由sem_init調用初始化的信號量。調用成功時返回0,失敗返回-1。
【sem_getvalue函數】:
該函數返回當前信號量的值,通過restrict輸出參數返回。如果當前信號量已經上鎖(即同步對象不可用),那麼返回值為0,或為負數,其絕對值就是等待該信號量解鎖的線程數。
【實例1】:
【實例2】:
之所以稱為命名信號量,是因為它有一個名字、一個用戶ID、一個組ID和許可權。這些是提供給不共享內存的那些進程使用命名信號量的介面。命名信號量的名字是一個遵守路徑名構造規則的字元串。
【sem_open函數】:
該函數用於創建或打開一個命名信號量,其原型如下:
參數name是一個標識信號量的字元串。參數oflag用來確定是創建信號量還是連接已有的信號量。
oflag的參數可以為0,O_CREAT或O_EXCL:如果為0,表示打開一個已存在的信號量;如果為O_CREAT,表示如果信號量不存在就創建一個信號量,如果存在則打開被返回,此時mode和value都需要指定;如果為O_CREAT|O_EXCL,表示如果信號量存在則返回錯誤。
mode參數用於創建信號量時指定信號量的許可權位,和open函數一樣,包括:S_IRUSR、S_IWUSR、S_IRGRP、S_IWGRP、S_IROTH、S_IWOTH。
value表示創建信號量時,信號量的初始值。
【sem_close函數】:
該函數用於關閉命名信號量:
單個程序可以用sem_close函數關閉命名信號量,但是這樣做並不能將信號量從系統中刪除,因為命名信號量在單個程序執行之外是具有持久性的。當進程調用_exit、exit、exec或從main返回時,進程打開的命名信號量同樣會被關閉。
【sem_unlink函數】:
sem_unlink函數用於在所有進程關閉了命名信號量之後,將信號量從系統中刪除:
【信號量操作函數】:
與無名信號量一樣,操作信號量的函數如下:
命名信號量是隨內核持續的。當命名信號量創建後,即使當前沒有進程打開某個信號量,它的值依然保持,直到內核重新自舉或調用sem_unlink()刪除該信號量。
無名信號量的持續性要根據信號量在內存中的位置確定:
很多時候信號量、互斥量和條件變數都可以在某種應用中使用,那這三者的差異有哪些呢?下面列出了這三者之間的差異:
『貳』 linux編程時的信號量問題。 我以前用過的信號量頭文件是<semaphore.h>,而現在又發現還有個<sys/sem.h>
信號量在進程是以有名信號量進行通信的,在線程是以無名信號進行通信的,因為線程內linux還沒有實現進程間容的通信,所以在sem_init的第二個參數要為0,而且在多線程間的同步是可以通過有名信號量也可通過無名信號,但是一般情況線程的同步是無名信號量,無名信號量使用簡單,而且sem_t存儲在進程空間中,有名信號量必須LINUX內核管理,由內核結構struct ipc_ids 存儲,是隨內核持續的,系統關閉,信號量則刪除,當然也可以顯示刪除,通過系統調用刪除,
消息隊列,信號量,內存共享,這幾個都是一樣的原理。,只不過信號量分為有名與無名
無名使用 <semaphore.h>,
有名信號量<sys/sem.h>
無名信號量不能用進程間通信,
//無名與有名的區別,有名需要KEY值與IPC標識
所以sem_init的第二個參數必須為0,,,,