Linux进程同步之POSIX信号量_每个进程都要初始化信号量吗-程序员宅基地

部分内容来自:http://blog.csdn.net/anonymalias/article/details/9219945

一、概述

POSIX信号量有两种:有名信号量无名信号量,无名信号量也被称作基于内存的信号量。有名信号量通过IPC(Inter-Process Communication,进程间通信名字进行进程间的同步,而无名信号量如果不是放在进程间的共享内存区中,是不能用来进行进程间同步的,只能用来进行线程同步。

POSIX信号量有三种操作:

(1)创建一个信号量。创建的过程还要求初始化信号量的值。根据信号量取值(代表可用资源的数目)的不同,POSIX信号量还可以分为:

  • 二值信号量:信号量的值只有01,这和互斥量很类型,若资源被锁住,信号量的值为0,若资源可用,则信号量的值为1
  • 计数信号量:信号量的值在0到一个大于1的限制值(POSIX指出系统的最大限制值至少要为32767)。该计数表示可用的资源的个数。

(2)等待一个信号量(wait。该操作会检查信号量的值,如果其值小于或等于0,那就阻塞,直到该值变成大于0,然后等待进程将信号量的值减1,进程获得共享资源的访问权限。这整个操作必须是一个原子操作。该操作还经常被称为P操作(荷兰语Proberen,意为:尝试)。

(3)挂出一个信号量(post。该操作将信号量的值加1,如果有进程阻塞着等待该信号量,那么其中一个进程将被唤醒。该操作也必须是一个原子操作。该操作还经常被称为V操作(荷兰语Verhogen,意为:增加)

经典的生产者和消费者,


unsigned int put = 1; //可生产数
usingned int get = 0;//可消费数

function product
{
  while(true)
  {
      P(put);  //尝试写
      //写进共享缓冲区
      V(get); //增加可消费数
  }
}
function consume
{
  while(true)
  {
      P(get);  //尝试消费
      //读取共享缓冲区
      V(put); //增加可生产数
  }
}

互斥量,条件变量两者和信号量的差异

  • 互斥量必须由给它上锁的线程解锁,而信号量是所有已拥有资源的线程都可以挂出操作,且状态由资源数控制。
  • 信号量的挂出操作总是被记住,因为信号量有一个计数值,挂出操作总会将该计数值加1,然而当向条件变量发送一个信号时,如果没有线程等待在条件变量,那么该信号会丢失。条件变量可以同时唤起多个线程,而信号量从每当增加一个资源,只能多唤起一个线程。 
 二、无名信号量

1、操作
#include<semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); //若出错则返回-1,pshared共享类型0线程共享,1进程共享。value信号灯数初始值
int sem_destroy(sem_t *sem);//成功返回0,失败返回-1
int sem_getvalue(sem_t *sem);//获得资源数

注意:
 1.对于每个信号量,必须保证sem_init()对其只初始化一次。 (因为资源分配了,如果再次初始化为原来的资源数会与实际资源数不一致)
2.使用完每个信号量,必须sem_destroy(),如果还有线程因由于该信号量阻塞,而且已经销毁了该信号量,会有问题。
3.ios不支持创建无名信号量

2、特性

无名信号量的持续性要根据信号量在内存中的位置

  • 如果无名信号量是在单个进程内部的数据空间中,即信号量只能在进程内部的各个线程间共享,那么信号量是随进程的持续性,当进程终止时它也就消失了。
  • 如果无名信号量位于不同进程的共享内存区,因此只要该共享内存区仍然存在,该信号量就会一直存在。所以此时无名信号量是随内核的持续性
举例1继承
<span style="white-space:pre">	</span>sem_t *pSem;
<span style="white-space:pre">	</span>pSem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0666, 5);
<span style="white-space:pre">	</span>//fork后,子线程是父线程的拷贝,因为无名信号在内存所以资源数量拷贝了,比实际的资源数多了。
<span style="white-space:pre">	</span>if(fork() == 0)
<span style="white-space:pre">	</span>{
    <span style="white-space:pre">	</span>//...
    <span style="white-space:pre">	</span>sem_wait(pSem);
    <span style="white-space:pre">	</span>//...
<span style="white-space:pre">	</span>}

举例2销毁

对于有名信号量,当某个持有该信号量的进程没有解锁该信号量就终止了,内核并不会将该信号量解锁。这跟记录锁不一样。

对于无名信号量,如果信号量位于进程内部的内存空间中,当进程终止后,信号量也就不存在了,无所谓解锁了。如果信号量位于进程间的共享内存区中,当进程终止后,内核也不会将该信号量解锁。

  三、有名信号量
1、创建
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag,mode_t mode, unsigned int value);//成功返回信号量指针,失败返回SEM_FAILED

sem_open用于创建或打开一个信号量,信号量是通过name参数即信号量的名字来进行标识的。关于POSX IPC的名字可以参考http://book.51cto.com/art/201006/207288.htm

oflag参数可以为:0O_CREATO_EXCL。如果为0表示打开一个已存在的信号量,如果为O_CREAT,表示如果信号量不存在就创建一个信号量,如果存在则打开被返回。此时modevalue需要指定。如果为O_CREAT | O_EXCL,表示如果信号量已存在会返回错误。

mode参数用于创建信号量时,表示信号量的权限位,和open函数一样包括:S_IRUSR(创建者有读权限)S_IWUSR(创建者有写权限)S_IRGRP(文件群组有读权限)S_IWGRP(文件群组有写权限)S_IROTH(其他用户读权限)S_IWOTH(其他用户写权限)

value表示创建信号量时,信号量的初始值。

2、关闭

int sem_close(sem_t *sem);
int sem_unlink(const char *name); //成功返回0,失败返回-1


sem_close用于关闭打开的信号量。当一个进程终止时,内核对其上仍然打开的所有有名信号量自动执行这个操作。调用sem_close关闭信号量并没有把它从系统中删除它,POSIX有名信号量是随内核持续的。即使当前没有进程打开某个信号量它的值依然保持。直到内核重新自举或调用sem_unlink()删除该信号量。

sem_unlink,减少信号量的引用次数,当引用次数为0时,name所指向的信号灯从文件系统中删除。

3、信号量P操作

int sem_wait (sem_t *sem);
int sem_trywait (sem_t * sem);//
非阻塞,成功返回0,失败返回-1

int sem_getvalue(sem_t *sem,  int *sval);//成功返回0,失败返回-1 //saval用于获得信号量的数值,

int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);

sem_wait()用于获取信号量,首先会测试指定信号量的值,如果大于0,就会将它减1并立即返回,如果等于0,那么调用线程会进入睡眠,指定信号量的值大于0.

sem_trywaitsem_wait的差别是,当信号量的值等于0的,调用线程不会阻塞,直接返回,并标识EAGAIN错误。

sem_timedwaitsem_wait的差别是当信号量的值等于0时,调用线程会限时等待。当等待时间到后,信号量的值还是0,那么就会返回错误。其中 struct timespec *abs_timeout是一个绝对时间,具体可以参考条件变量关于等待时间的使用

4、信号量V操作

int sem_post(sem_t *sem); //成功返回0,失败返回-1

当一个线程使用完某个信号量后,调用sem_post,使该信号量的值加1,如果有等待的线程,那么会唤醒等待的一个线程。

5、注意

Posix有名信号灯的值随内核持续,一个进程创建了一个信号等,这个进程结束后,这个信号等还在,信号灯的值不会改变。当持有某个信号锁的进程没有释放而终止时,内核不会给该信号灯解锁。

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/sky234537667/article/details/42487649

智能推荐

c# 调用c++ lib静态库_c#调用lib-程序员宅基地

文章浏览阅读2w次,点赞7次,收藏51次。四个步骤1.创建C++ Win32项目动态库dll 2.在Win32项目动态库中添加 外部依赖项 lib头文件和lib库3.导出C接口4.c#调用c++动态库开始你的表演...①创建一个空白的解决方案,在解决方案中添加 Visual C++ , Win32 项目空白解决方案的创建:添加Visual C++ , Win32 项目这......_c#调用lib

deepin/ubuntu安装苹方字体-程序员宅基地

文章浏览阅读4.6k次。苹方字体是苹果系统上的黑体,挺好看的。注重颜值的网站都会使用,例如知乎:font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, Helvetica Neue, PingFang SC, Microsoft YaHei, Source Han Sans SC, Noto Sans CJK SC, W..._ubuntu pingfang

html表单常见操作汇总_html表单的处理程序有那些-程序员宅基地

文章浏览阅读159次。表单表单概述表单标签表单域按钮控件demo表单标签表单标签基本语法结构<form action="处理数据程序的url地址“ method=”get|post“ name="表单名称”></form><!--action,当提交表单时,向何处发送表单中的数据,地址可以是相对地址也可以是绝对地址--><!--method将表单中的数据传送给服务器处理,get方式直接显示在url地址中,数据可以被缓存,且长度有限制;而post方式数据隐藏传输,_html表单的处理程序有那些

PHP设置谷歌验证器(Google Authenticator)实现操作二步验证_php otp 验证器-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2k次。使用说明:开启Google的登陆二步验证(即Google Authenticator服务)后用户登陆时需要输入额外由手机客户端生成的一次性密码。实现Google Authenticator功能需要服务器端和客户端的支持。服务器端负责密钥的生成、验证一次性密码是否正确。客户端记录密钥后生成一次性密码。下载谷歌验证类库文件放到项目合适位置(我这边放在项目Vender下面)https://github.com/PHPGangsta/GoogleAuthenticatorPHP代码示例://引入谷_php otp 验证器

【Python】matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距-程序员宅基地

文章浏览阅读4.3k次,点赞5次,收藏11次。matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距

docker — 容器存储_docker 保存容器-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次。①Storage driver 处理各镜像层及容器层的处理细节,实现了多层数据的堆叠,为用户 提供了多层数据合并后的统一视图②所有 Storage driver 都使用可堆叠图像层和写时复制(CoW)策略③docker info 命令可查看当系统上的 storage driver主要用于测试目的,不建议用于生成环境。_docker 保存容器

随便推点

网络拓扑结构_网络拓扑csdn-程序员宅基地

文章浏览阅读834次,点赞27次,收藏13次。网络拓扑结构是指计算机网络中各组件(如计算机、服务器、打印机、路由器、交换机等设备)及其连接线路在物理布局或逻辑构型上的排列形式。这种布局不仅描述了设备间的实际物理连接方式,也决定了数据在网络中流动的路径和方式。不同的网络拓扑结构影响着网络的性能、可靠性、可扩展性及管理维护的难易程度。_网络拓扑csdn

JS重写Date函数,兼容IOS系统_date.prototype 将所有 ios-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次,点赞5次,收藏8次。IOS系统Date的坑要创建一个指定时间的new Date对象时,通常的做法是:new Date("2020-09-21 11:11:00")这行代码在 PC 端和安卓端都是正常的,而在 iOS 端则会提示 Invalid Date 无效日期。在IOS年月日中间的横岗许换成斜杠,也就是new Date("2020/09/21 11:11:00")通常为了兼容IOS的这个坑,需要做一些额外的特殊处理,笔者在开发的时候经常会忘了兼容IOS系统。所以就想试着重写Date函数,一劳永逸,避免每次ne_date.prototype 将所有 ios

如何将EXCEL表导入plsql数据库中-程序员宅基地

文章浏览阅读5.3k次。方法一:用PLSQL Developer工具。 1 在PLSQL Developer的sql window里输入select * from test for update; 2 按F8执行 3 打开锁, 再按一下加号. 鼠标点到第一列的列头,使全列成选中状态,然后粘贴,最后commit提交即可。(前提..._excel导入pl/sql

Git常用命令速查手册-程序员宅基地

文章浏览阅读83次。Git常用命令速查手册1、初始化仓库git init2、将文件添加到仓库git add 文件名 # 将工作区的某个文件添加到暂存区 git add -u # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,不处理untracked的文件git add -A # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,包括untracked的文件...

分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120-程序员宅基地

文章浏览阅读202次。分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120

【C++缺省函数】 空类默认产生的6个类成员函数_空类默认产生哪些类成员函数-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次。版权声明:转载请注明出处 http://blog.csdn.net/irean_lau。目录(?)[+]1、缺省构造函数。2、缺省拷贝构造函数。3、 缺省析构函数。4、缺省赋值运算符。5、缺省取址运算符。6、 缺省取址运算符 const。[cpp] view plain copy_空类默认产生哪些类成员函数

推荐文章

热门文章

相关标签