System V IPC对象 - 信号灯

1.信号灯也叫信号量,用于进程/线程同步或互斥的机制

2.信号灯的类型

• Posix无名信号灯

• Posix有名信号灯

• System V信号灯

Posix无名信号量，主要用于线程间同步，存在于内存没有实际的文件系统可见的文件，System V IPC信号量本节要介绍的，有实际的文件系统可见的文件但数据依然是存在内存，文件只是用来找到这个信号量用的，所以可以用于进程间同步。

3.信号灯的含义

• 计数用的，信号灯的值就是信号灯代表的资源的数量
• System V信号灯是一个或多个计数信号灯的集合
• 可同时操作集合中的多个信号灯，要操作就是操作集合内的所有信号量而不是单独的一个信号量
• 申请多个资源时避免死锁

信号灯集合避免死锁图示：

System V信号灯使用步骤

• 打开/创建信号灯semget

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
//成功时返回信号灯的id,失败时返回-1
//key和消息队列关联的key IPC_PRIVATE或ftok
//nsems集合中包含的计数信号灯个数
//semflg标志位IPC CREAT|0666 IPCEXCL

IPCEXCL标志位：如果信号灯已经本创建了，semget()函数会返回EOF并设置全局的errno，所以就可以通过semget()的返回值判断信号量是否已经被创建，已经被创建就不执行信号量的初始化工作，没有被创建semget()成功并返回信号灯id此时就应该去初始化新创建的这个信号灯。

• 信号灯初始化semctl

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ..);
//成功时返回0,失败时返回EOF
//semid 要操作的信号灯集id
//semnum要操作的集合中的信号灯编号,从0开始
//cmd执行的操作SETVAL IPC-RMID，设置值和删除
//union semun 取决于cmd

semctl()函数如果地三个参数是SETVAL，需要传入第四个参数是一个共用体需要自己定义：

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) */
};

信号灯初始化示例：

要求:假设信号灯集合中包含两个信号灯;第一个初始化
为2,第二个初始化为0

union semun myun;
myun.val = 2;
if (semctl(semid, 0, SETVAL, myun) <0) 
{
    perror("semctl");
    exit(-1);
}
myun.val =0;
if (semctl(semid, 1, SETVAL, myun) <0) 
{
	perror("semctl");
    exit(-1);
}       

小结：

1.System V信号灯实际上是多个计数信号灯的集合

2.semget()用于创建一个信号灯，通过它的返回值来判断信号灯是否已经被创建了，如果之前没有被创建，就需要初始化新创建的信号灯，如果之前已经创建了就不能再初始化信号灯。

3.semctl()用于初始化、删除信号灯

P/V操作semop

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
//成功时返回0,失败时返回-1
//semid 要操作的信号灯集id
//sops描述对信号灯操作的结构体(数组) 
//5ops要操作的信号灯的个数

描述信号灯的结构体(系统已经定义好不需要自己定义)：struct sembuf

struct sembuf
{
    short semnum;
    short sem_op;
    short sem_flg;
};
//semnum 信号灯编号
//sem_op -1: P操作1: V操作，也可以是-2、-3，信号灯的值和它进行运算
//sem_flg о/ IPC_NOWAIT

• 删除信号灯semctl

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• 本文作者： 龙兄嵌入式
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