信号量 Linux函数semget();semctl();semop();

信号量三个函数

头文件#include<sys/sem.h>

int semget(key_t  _key ,int  _nsems,int _semflg);

int semctl(int _semid  ,int _semnum,int _cmd  ……);

int semop(int   semid ,struct    sembuf   *_sops ,size_t  _nsops);

semget

int semget(key_t  _key ,int  _nsems,int _semflg);

• 功能：创建一个新的信号量或获取一个已经存在的信号量的键值。
• 返回值：成功返回信号量的标识码ID。失败返回-1；

参数

• _key:信号集的键值，注意是信号集，一个信号集会包含多个信号量，这个键值用来在多个进程中表示到同一个信号集，跟进程PID类似，如果系统已存在一个信号集的键值，那么申请到的就是同一个信号集
• _nsems：这个信号集里面有多个信号量
• _semflg：
  • IPC_CREAT如果信号量不存在，则创建一个信号量，否则获取。
  • IPC_EXCL只有信号量不存在的时候，新的信号量才建立，否则就产生错误。

示例

int semid=semget(8888,2,IPC_CREAT|0666);
//创建了一个键值为8888，权限为666的信号集，同时这个信号集包含了两个信号量

semctl

int semctl(int _semid  ,int _semnum,int _cmd  ……);

• 功能：控制信号量的信息。
• 返回值：成功返回0，失败返回-1；

参数

• _semid：信号集的标志码(ID)，也就是semget()函数的返回值;
• _semnum:信号在信号集中的序号。从0开始排序
• _cmd:
  • IPC_STAT读取一个信号量集的数据结构semid_ds，并将其存储在semun中的buf参数中。
  • IPC_SET设置信号量集的数据结构semid_ds中的元素ipc_perm，其值取自semun中的buf参数。
  • IPC_RMID将信号量集从内存中删除。
  • GETALL用于读取信号量集中的所有信号量的值。
  • GETNCNT返回正在等待资源的进程数目。
  • GETPID返回最后一个执行semop操作的进程的PID。
  • GETVAL返回信号量集中的一个单个的信号量的值。
  • GETZCNT返回这在等待完全空闲的资源的进程数目。
  • SETALL设置信号量集中的所有的信号量的值。
  • SETVAL设置信号量集中的一个单独的信号量的值。
• Semunion：第4个参数是可选的，一般是union semun的实例
  这个联合体是需要自己定义的

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

  当_cmd为设置时，比如_cmd=SETALL，那么Semunion就是设置信号量的值
  当_cmd为获取时，比如_cmd=GETALL，那么Semunion就是获取信号量的值

示例代码

如果要设置全部信号量的值

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

union semun  sem_args;
unsigned short array[3]={1, 2, 4}; //信号集里面信号量的值分别是： 1， 2， 4
sem_args.array = array;
ret = semctl(semid, 0, SETALL, sem_args);//当_cmd=SETALL时，第二个参数是什么都无所谓
if (-1 == ret){
    perror("semctl");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

如果要获取全部信号量的值

union semun  sem_args;
unsigned short array[3];
sem_args.array = array;
ret = semctl(semid, 0, GETALL, sem_args);//当_cmd=GETALL时，第二个参数是什么都无所谓
if (-1 == ret){
    perror("semctl");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
//array[]数值分别存储着各个信号量的值，当然是按顺序排好的

semop

int semop(int semid ,struct sembuf *_sops ,size_t _nsops);

• 功能：用户改变信号量的值。也就是使用资源还是释放资源使用权。
• 返回值：成功返回0，失败返回-1；

参数

• semid：信号集的标志码(ID)，也就是semget()函数的返回值;
• _sops是一个指向结构体数组的指针。

struct sembuf{
    unsigned short sem_num;//第几个信号量，第一个信号量为0；
    short sem_op;//对该信号量的操作。
    short semflg;
};

1. sem_op:
   1. sem_op=1:释放信号量，信号量的值+1
   2. sem_op=-1：等待一个信号量，信号量的值-1
      当信号量的值为0时，获取失败信号量失败
2. _semflg：
   1. IPC_NOWAIT：等不到信号量不会阻塞（非阻塞式）
   2. IPC_UNDO：等不到信号量就阻塞（阻塞式等待）

• nsops：操作结构的数量，恒大于或等于1

示例

struct sembuf sem_b;

sem_b.sem_num = 0;  //第0个信号量
sem_b.sem_op = 1;   //释放一个信号量，信号量的值+1
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; //不阻塞      当信号量的值为0时，获取信号量失败，阻塞
if(semop(semid, &sem_b, 1) == -1){
    fprintf(stderr, "error\n");
    return -1;
}