有名信号量

本文深入探讨了信号量(semaphore)在C语言中的应用,通过一个持续递增计数的示例,展示了如何创建、链接、打开信号量,并在多线程环境中使用sem_wait和sem_post进行资源同步。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/stat.h>

void Testfun(sem_t* sem1)
{
  static int num = 0;
   for(;;)
  {
  
   sem_wait(sem1);
   printf("this is sem1 fun num =%d\n",num);
   num++;
   sem_post(sem1);
   sleep(2);
  }
}


int main(void)
{
  sem_unlink("sem_open1");
  sem_t *sem1;
  sem1 = sem_open("sem_open1",O_CREAT | O_RDWR,0666,1);
   if(sem1 == NULL)
   perror("sem1 open"); 
   Testfun(sem1) ;
    return 0;
}

 

POSIX有名信号量(Named Semaphore)是一种用于进程间同步的机制,它允许不同进程之间通过一个共享的命名信号量进行协调。与匿名信号量不同,有名信号量有名称,并且可以在不相关的进程之间使用[^1]。 ### 原理 POSIX有名信号量是通过内核对象实现的,其生命周期独立于创建它的进程。一旦创建并初始化,其他进程可以通过相同的名称访问该信号量有名信号量支持的操作包括: - `sem_open()`:打开或创建一个信号量。 - `sem_wait()` / `sem_trywait()`:尝试获取信号量,如果当前值为0,则阻塞或立即返回失败。 - `sem_post()`:释放信号量,将其值加1。 - `sem_close()`:关闭信号量描述符。 - `sem_unlink()`:从系统中移除信号量名称,当最后一个进程关闭该信号量后,资源将被释放。 信号量的值表示可用资源的数量。多个进程可以基于这个值来决定是否执行某些操作,从而实现互斥或同步。 ### 使用示例 以下是一个简单的C语言程序示例,展示了两个进程如何使用POSIX有名信号量进行同步。 #### 创建和使用信号量的生产者进程 ```c #include <fcntl.h> /* For O_* constants */ #include <sys/stat.h> /* For mode constants */ #include <semaphore.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { sem_t *sem = sem_open("/my_semaphore", O_CREAT, 0644, 1); // 初始化为1 if (sem == SEM_FAILED) { perror("sem_open"); return 1; } printf("Producer: Waiting for semaphore...\n"); sem_wait(sem); // 获取信号量 // 模拟生产数据的过程 printf("Producer: Got semaphore. Producing data...\n"); sleep(2); printf("Producer: Posting semaphore.\n"); sem_post(sem); // 释放信号量 sem_close(sem); return 0; } ``` #### 消费者进程等待信号量 ```c #include <fcntl.h> #include <sys/stat.h> #include <semaphore.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { sem_t *sem = sem_open("/my_semaphore", 0); // 打开已存在的信号量 if (sem == SEM_FAILED) { perror("sem_open"); return 1; } printf("Consumer: Waiting for semaphore...\n"); sem_wait(sem); // 等待信号量变为可用 // 模拟消费数据的过程 printf("Consumer: Got semaphore. Consuming data...\n"); sleep(2); printf("Consumer: Posting semaphore.\n"); sem_post(sem); // 释放信号量 sem_close(sem); return 0; } ``` 在上述例子中,生产者和消费者都尝试获取同一个名为`/my_semaphore`的信号量。由于初始值设为1,第一个运行的进程将成功获取信号量,而第二个进程则会阻塞直到信号量被释放。这种机制确保了两个进程之间的有序执行。 ### 注意事项 - 在使用完信号量之后,应调用`sem_close()`来关闭它。若不再需要,还应该调用`sem_unlink()`以删除信号量名称。 - 有名信号量的名字必须以斜杠 `/` 开头,例如 `/my_semaphore`。 - 不同的系统对信号量名称长度和支持的字符集可能有所不同,请查阅具体平台文档。 ### 相关问题
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