Linux IPC System V 信号量

模型

#include #include #include ftok() //获取key semget() //创建/获取信号量集 semctl() //初始化信号量集 semop() //操作信号量集 semctl() //删除信号量集

ftok()

//获取key值, key值是System V IPC的标识符，成功返回key，失败返回-1设errno//同pathname+同 proj_id==>同key_t;key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

pathname :文件名
proj_id: 1~255的一个数，表示project_id

key_t key=ftok(".",100); //“.”就是一个存在且可访问的路径, 100是假设的proj_id if(-1==key) perror("ftok"),exit(-1);

semget():

//创建/获取一个信号量集，成功返回semid，失败返回-1int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

nsems: 信号量集的大小/信号量的个数，0表示获取已经存在的信号量集
semflg

• IPC_CREAT :若不存在则创建, 需要在msgflg中＂|权限信息＂; 若存在则打开
• IPC_EXCL :若存在则创建失败
• 0 :获取已经存在的信号量集

//create semsemid=semget(key,1,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664);if(-1==semid) perror("semid"),exit(-1);

semctl()

//主要用于对指定的信号量集/信号量执行指定的操作,成功返回0,失败返回-1设errnoint semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);

semid: 信号量集的编号(哪个信号量集)
semnum: 信号量集的下标(这个信号量集里的哪个信号量)
cmd:具体的操作命令

• IPC_STAT 将内核中与semid相关的信息拷贝到arg.buf指向的结构体中
• IPC_SET将buf指向的semid_ds结构体的部分内容写入到内核中的相关数据结构中，同时更新sem_ctime成员
• IPC_RMID 立即销毁指定的信号量集，调用的进程的的effective UID必须和信号量集的创建者或所有者相匹配，或者这个进程有足够的特权级别，此时第四个参数会被忽略
• IPC_INFO(Linux-specific)返回系统对信号量集的限制到__buf指向的结构体seminfo中

//_GNU_SOURCEstruct seminfo { int semmap; /* Number of entries in semaphore map; unused within kernel */ int semmni; /* Maximum number of semaphore sets */ int semmns; /* Maximum number of semaphores in all semaphore sets */ int semmnu; /* System-wide maximum number of undo structures; unused within kernel */ int semmsl; /* Maximum number of semaphores in a set */ int semopm; /* Maximum number of operations for semop(2) */ int semume; /* Maximum number of undo entries per process; unused within kernel */ int semusz; /* Size of struct sem_undo */ int semvmx; /* Maximum semaphore value */ int semaem; /* Max. value that can be recorded for semaphore adjustment (SEM_UNDO) */};//semmsl, semmns, semopm, semmni可以通过/proc/sys/kernel/sem来设置

• SEM_INFO (Linux-specific)返回和IPC_INFO一样的信息，除了以下方面：semusz成员返回当前系统中存在的信号量集的数目，semaem返回系统中所有信号量集中的信号量总数
• SEM_STAT(Linux-specific)返回semid_ds结构，类似与IPC_STAT
• GETALL 返回所有信号量的semval到arg.array中，忽略semnum
• GETNCNT 返回信号量集第semnum个信号量的semcnt值
• GETPID 返回信号量集第semnum个信号量的sempid值
• GETVAL 返回信号量集第semnum个信号量的semval值
• GETZCNT 返回信号量集第semnum个信号量的semzcnt值
• SETALL 使用arg.array设置信号量集里的所有的信号量的semval值，同时更新信号量集的semid_ds结构体的sem_ctime成员的值
• SETVAL返回信号量集第semnum个信号量的semval的值到arg.val中，同时更新信号量集的semid_ds结构体的sem_ctime成员的值

the fourth argument:

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) */};//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 short sem_nsems; /* No. of semaphores in set */};//struct ipc_perm { key_t __key; /* Key supplied to semget(2) */ uid_t uid; /* Effective UID of owner */ gid_t gid; /* Effective GID of owner */ uid_t cuid; /* Effective UID of creator */ gid_t cgid; /* Effective GID of creator */ unsigned short mode; /* Permissions */ unsigned short __seq; /* Sequence number */};

int res=semctl(semid,0,SETVAL,5);if(-1==res) perror("semctl"),exit(-1);int res=semctl(semid,0,IPC_RMID);if(-1==res) perror("semctl"),exit(-1);

semop():

//操作指定的信号量集，成功返回0,失败返回-1设errnoint semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

semid:信号集的ID(returned by semget())
sops:结构体指针, 既可以指向结构体变量, 也可以指向结构体数组信号量集本质上是若干个信号量的集合, 可以实现对信号量的批处理

struct sembuf{ unsigned short sem_num; //信号量集的下标 short sem_op; //正数表示增加, 0表示不变, 负数表示减小 short sem_flg; //操作标志,默认给0}

nsops:结构体指针指向的元素个数, 也就是数组的大小

例子

Sys V IPC sem#include#include#include#include#include#include#includeint main(){ //get key key_t key=ftok(".",200); if(-1==key) perror("ftok"),exit(-1); printf("key=%d\n",key); //create sem int semid=semget(key,0,0); if(-1==semid) perror("semget"),exit(-1); printf("semid=%d\n",semid); //creat 10 children to take the shared resource int i=0; for(i=0;i<10;i++){ //创建10个进程, 当然,需要只给parent或child单独fork(), 否则就是2^10个进程 pid_t pid=fork(); if(-1==pid) perror("fork"),exit(-1); if(0==pid){ struct sembuf buf; //准备占用资源, sem_op-1 buf.sem_num=0; //信号量集下标 buf.sem_op=-1; //信号量-1 buf.sem_flg=0; //操作标志 int res=semop(semid,&buf,1/*结构体变量的个数*/); if(-1==res) perror("semop"),exit(-1); sleep(20); //模拟正在占用共享资源 buf.sem_op=1; //占用完了, sem_op+1 res=semop(semid,&buf,1); if(-1==res) perror("semop"),exit(-1); exit(0); //终止子进程, 自然也就跳出了循环,防止再fork() // break; } } return 0;}//出现抢占的效果, 还没有全部释放完毕的时候就有进程抢到了已经释放的进程