System V 信号量

1 概述

计数信号量集semid_ds：

struct semid_ds
{
   struct ipc_perm        sem_perm;
   struct sem            *sem_base;         //指向信号量结构数组
   unsigned short         sem_nsems;        //信号量集中信号量数目
   time_t                 sem_otime;        //last semop时间
   time_t                 sem_ctime;
};

sem结构是内核用于维护某个给定信号量的内部数据结构：

struct sem
{
   unsigned short     semval;       //信号量值
   pid_t              sempid;
   unsigned short     semncnt;      //等待信号量值增长到某个值的进程数
   unsigned short     semzcnt;      //等待信号量值为0的进程数
};

2 semget函数

#include <sys/sem.h>
int semget(key_t key,int nsems,int oflag)

key为IPC_PRIVATE或未与某个IPC对象相关联其oflag中指定IPC_CREAT，则创建信号量集
信号量集中信号量值并不进行初始化，需要通过SETVAL或SETALL命令调用semctl函数进行初始化

3 semop函数

semop函数对信号量集进行操作，增加或减小信号量值，对应释放与分配资源

int semop(int semid,struct sembuf *opsptr,size_t nops)

sembuf是针对信号集中的某个信号进行指定操作的结构，semop函数在信号集semid上进行nops个信号操作

struct sembuf
{
    short    sem_num;
    short    sem_op;
    short    sem_flg;
};

sem_num：指定信号集中进行操作的信号

sem_op：大于0：进程释放sem_num信号量关联的资源，释放资源数为sem_op，将sem_op加到信号值中，同时从信号量调整值中减去sem_op

小于0：进程希望获取sem_num信号量关联的资源，占用数为|sem_op|，根据semval的值和sem_flg决定阻塞还是返回

等于0：进程希望等待信号量值变成0

sem_flg：IPC_NOWAIT：非阻塞

IPC_UNDO：是否开启信号量调整（占用资源的进程因临时终止没能调整信号量值的情况是存在的，为了避免，在分配或释放资源时，用信号量调整值记录进程占用的资源）

4 semctl函数

int semctl(int semid,int semnum,int cmd,/* union semun arg */)

semctl函数中cmt命令分为三种：针对信号量集本身，针对某个信号量，针对所有信号量

因此定义共用体semun，针对不同的cmd，对semun有不同的使用：

union semun
{
    int                 val;        //SETVAL
    struct semid_ds     *buf;        //IPC_STAT，IPC_SET
    unsigned short      *array;      //SETALL，GETALL
};

针对信号量集：

IPC_STAT：取信号量集信息存于semun.buf中

IPC_SET：根据semun.buf设置信号量集的sem_perm.uid，sem_perm.gid

IPC_RMID：删除信号量集

针对特定信号量semnum：

GETVAL：返回信号量semval

SETVAL：根据semun.val设置信号量值

GETPID：返回信号量的sempid

GETNCNT：返回信号量的semncnt

GETZCNT：返回信号量的semzcnt

针对所有信号量：

GETALL：写所有信号量值到semun.array

SETALL：根据semun.array各元素值设置所有信号量值