linux IPC的信号量

信号量相关函数原型

获得一个信号量ID

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
返回值：成功信号量ID，出错-
key：函数ftok返回值或IPC_PRIVATE（适合用在有亲缘关系的进程中）
nsems：新的信号量集合中要创建的信号量个数，如果不是新创建的为0
semflg：　　0取信号量集标识符，若不存在则函数会报错
　　　　　　IPC_CREAT：当semflg&IPC_CREAT为真时，如果不存在与key值相等的信号量集，则创建。否则返回此信号量集的标识符。
　　　　　　IPC_CREAT|IPC_EXCL：如果不存在与key值相等的信号量集，则创建。否则存在这样的信号集报错

对信号量的多种操作

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
除了GETALL以外的所有命令，成功0失败-1
semid：信号量标识符
semnum：信号量集数组上的下标，表示某个信号量
cmd：下面有说明
arg：semnum联合体

union semun {
               int              val;    /* Value for SETVAL */
               struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
               unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
               struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
                                           (Linux-specific) */
           };

union semun

struct semid_ds {
               struct ipc_perm sem_perm;  /* Ownership and permissions */
               time_t          sem_otime; /* Last semop time */
               time_t          sem_ctime; /* Last change time */
               unsigned long   sem_nsems; /* No. of semaphores in set */
           };

struct semid_ds

下列10种命令
IPC_STAT        对此集合取semid_ds结构，并存储在arg.buf指向的结构中
IPC_SET          设置一个信号量集合的semid_ds结构中ipc_perm域的值，并从semun的buf中取出值
IPC_RMID       从内核中删除信号量集合
GETALL           从信号量集合中获取所有信号量的值，并存到semun中的指针数组
GETNCNT        返回当前等待100%自远离用的进程个数
GETPID          返回最后执行semop的进程PID
GETVAL          返回信号量集合内单个信号量的值
GETZCNT         返回当前等待100%资源利用的进程个数
SETALL            与GETALL正好相反
SETVAL            用联合体中val成员设置信号量集合中单个信号的值

cmd指令

自动执行信号量集合上的操作数组

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
返回值：成功0出错-1
semid：信号量标识符
sops：是指向结构体数组的指针
nsops：操作结构体的数量，恒大于或等于1

sembuf结构体

struct sembuf {
           unsigned short sem_num;  /* semaphore number */
           short          sem_op;   /* semaphore operation */
           short          sem_flg;  /* operation flags */
}

struct sembuf

测试代码：

 #include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/sem.h>

 int semid = ;

 union semun {
     int val;
     struct semid_ds *buf;
     unsigned short *arry;
 };

 int set_semvalue()
 {
     union semun sem_union;

     sem_union.val = ;
     if(semctl(semid, , SETVAL, sem_union) == -)
         return -;

     return ;
 }

 void del_semvalue()
 {
     union semun sem_union;

     if(semctl(semid, , IPC_RMID, sem_union) == -)
         fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");
 }

 int P()
 {
     struct sembuf sem_b;
     sem_b.sem_num = ;
     sem_b.sem_op = -;
     sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
     if(semop(semid, &sem_b, ) == -)
     {
         fprintf(stderr, "P() failed\n");
         return -;
     }
     return ;
 }

 int V()
 {
     struct sembuf sem_b;
     sem_b.sem_num = ;
     sem_b.sem_op = ;
     sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
     if(semop(semid, &sem_b, ) == -)
     {
         fprintf(stderr, "V() failed\n");
         return -;
     }
     returi ;
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     char msg = 'X';
     int i=;

     if(argc >  && !strcmp(argv[], ""))
     {
         /* first user sem */
         if(set_semvalue() == -)
         {
             fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");
             return -;
         }
         msg = argv[][];
         sleep();
     }

     semid = semget((key_t), , |IPC_CREAT);
     if(semid == -)
     {
         printf("semget error\n");
         return -;
     }
     for(i=;i<;i++)
     {
         if(P() == -)
             return -;
         printf("%c", msg);
         fflush(stdout);
         sleep(rand()%);
         printf("%c", msg);
         fflush(stdout);
         if(V() == -)
             return -;
         sleep(rand()%);
     }
     sleep();
     printf("\n%d - finished\n", getpid());

     if(argc > )
         del_semvalue();

     return ;
 }

第二个竞争了例子：

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     char msg = 'X';
     int i =;
     if(argc >)
         msg = argv[][];

     for(i=;i<;i++)
     {
         printf("%c", msg);
         fflush(stdout);
         sleep(rand()%);
         printf("%c", msg);
         fflush(stdout);
         sleep(rand()%);
     }
     sleep();
     printf("\n%d - finished\n", getpid());
     return ;
 }

运行方法：

./a.out  &./a.out