信號量--System V信號量 與 Posix信號量

信號量是什么

信號量是一種計數器，用來控制對多個進程/線程共享的資源進行訪問。常和鎖一同使用。

在某個進程/線程正在對某個資源進行訪問時，信號量可以阻止另一個進程/線程去打擾。

生產者和消費者模型是信號量的典型使用。

為什么信號量分兩套（兩套有什么區別）

簡要的說，Posix是“可移植操作系統接口（Portable Operating System Interface ）的首字母簡寫，但它并不是一個單一的標準，而是一個電氣與電子工程學會即IEEE開發的一系列標準，它還是由ISO（國際標準化組織）和IEC（國際電工委員會）采納的國際標準。而System v是Unix操作系統眾多版本的一個分支，它最初是由AT&T在1983年第一次發布，System v一共有四個版本，而最成功的是System V Release 4，或者稱為SVR4。這樣看來，一個是Unix 的標準之一（另一個標準是Open Group），一個是Unix眾多版本的分支之一（其他的分支還有Linux跟BSD），應該來說，Posix標準正變得越來越流行，很多廠家開始采用這一標準。

那么兩者有什么區別，或者說，應用場景：

1、POSIX信號量常用于線程；system v信號量常用于進程的同步。

2、從使用的角度，System V 信號量的使用比較復雜，而 POSIX 信號量使用起來相對簡單。

3、對 POSIX 來說，信號量是個非負整數。而 System V 信號量則是一個或多個信號量的集合，它對應的是一個信號量結構體，這個結構體是為 System V IPC 服務的，信號量只不過是它的一部分。

4、Posix信號量是基于內存的，即信號量值是放在共享內存中的，它是由可能與文件系統中的路徑名對應的名字來標識的。而System v信號量則是基于內核的，它放在內核里面。

5、POSIX 信號量的頭文件是 ，而 System V 信號量的頭文件是 。

6、Posix還有有名信號量，一般用于進程同步, 有名信號量是內核持續的。

怎么實現呢？

1、新建信號量

system V

#include #include #include int semget(key_t key,int nsems,int semflg); /* nsems:創建多少個 semflg:IPC_CREAT、IPC_EXCL; */

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利用System Ｖ函數包裝建立信號量的代碼；

typedef int sem_t; union semun { int val; struct semid_ds *buf; //semid_ds的指針 unsigned short *array; //數組類型 } arg; //定義一個全局變量 sem_t CreateSem(key_t key,int value) { union semun sem; //信號量結構變量 sem_t sem_id; sem.val = value; //設置初始值 sem_id = semget(key,0,IPC_CREAT|0666); //獲取信號量id if(sem_id == -1) { printf("create sem failed\n"); exit(-1); } semctl(sem_id,0,SETVAL,sem); //發送命令，建立value個初始信號量 return sem_id; }

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Posix信號量：直接用那個函數就好了，可以加一個報錯保險。

【后面的栗子都一樣，Posix就這么簡單】

2、PV操作（增減信號量）

System V

/* 參數釋義： struct sembuf { ushort sem_num; //信號量的編號 short sem_op; //信號量的操作 {正負零} short sem_flg; //信號量的操作標志 {NOWAIT} }; //sem_op取0表示將信號量設為睡眠狀態，直到信號量的值為0為止 nsops：該數組中操作的個數 */

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int Sem_P(sem_t semid) { struct sembuf sops = {0,+1,IPC_NOWAIT}; return (semop(semid,&sops,1)); }

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intSem_V(sem_t semid) { struct sembuf sops = {0,-1,IPC_NOWAIT}; return (semop(semid,&sops,1)); }

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P操作：進行增加一個信號量的值的操作

V操作：進行減少一個信號量的值的操作

Posix

P：sem_post(sem_t *sem);

V：sem_wait(sem_t *sem);

3、控制信號量參數

#include #include #include int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...); /* 該函數是在信號量的集合上執行控制操作函數。 參數釋義： semnum：將要被執行操作的信號量編號。對于集合中的第一個信號量，它的值為0。 cmd： IPC_STAT:獲取某個集合的semid_ds結構，并把它存在semun聯合體的buf中。 IPC_SET：設置某個集合的semid_ds中的ipc_perm成員的值。該命令所取值從buf中獲取。 IPC_RMID：從內核刪除該集合。 GETTALL：用于獲取集合中所有的信號量的值，存放在semun聯合體的array中。 GETPID：返回最后一次調用semop的PID。 GETVAL：返回集合中某個信號量的值。 GETZCNT：返回正在等待資源利用率達到百分百的進程的數目。 SETALL：把集合中所有信號量的值設置為semun聯合體中array中的值。 SETVAL：把集合中某個信號量的值設置為semun聯合體中val的值。 */

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//栗子就不放了

4、銷毀信號量

System V

void DestroySem(sem_t semid) { union semun sem; sem.val = 0; se,ctl(semid,0,IPC_RMID,sem); }

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最后，放一串生產消費者的代碼

//實現線程互斥 #include #include #include #include #include #include using namespace std; sem_t sem; void* productor(void* arg) { while(1) { sem_wait(&sem); cout << "create noodle!!!" << endl; sem_post(&sem); usleep(10); } return NULL; } void* consumer(void* arg) { while(1) { sem_wait(&sem); cout << "eat noodle!!!" << endl; sem_post(&sem); usleep(10); } return NULL; } int main() { pthread_t tid1,tid2; sem_init(&sem, 0, 1); pthread_create(&tid1, NULL, productor, NULL); pthread_create(&tid2, NULL, consumer, NULL); pthread_join(tid1, NULL); pthread_join(tid2, NULL); sem_destroy(&sem); return 0; }

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