Linux进程间通信-信号量

进程间通信的目的：

1.数据传输：一个进程需要将它的数据发送给另外一个进程

2.共享数据：多个进程之间共享数据，一个进程对数据的修改，另外的进程应该能看到

3.通知事件：一个进程需要向另一个或一组进程发送消息，通知它们发生了什么事件

4.资源共享：多个进程之间共享同样的资源。需要内存提供锁和同步机制

5.进程控制：有些进程希望完全控制另一个进程的执行（如Debug）

LINUX使用的进程间通信方式：

1.管道(PIPE)和有名管道(FIFO)

2.信号(signal)

3.消息队列

4.共享内存

5.信号量

6.套接字

一：信号量的讲解：

临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码。临界资源是是一次仅允许一个进程访问的共享资源。

作用：防止因多个程序同时访问一个共享资源而引发的问题。其通过生成并使用令牌来授权，在任意时刻只有一个执行

线程来访问代码的临界区域。

二：工作原理：

信号量只能进行两种操作：等待和发送信号 即P(sv)和V(sv)。

信号量为正的时候说明他空闲，线程就将其锁定。若为0，说明被占用，测试线程将要进入睡眠队列，等待被唤醒。

P(sv)：如果sv的值大于0，就减1；如果等于0，就挂起

V(sv)：如果有其他进程因为等待sv而挂起，就让他恢复运行，若是没有进程因等待sv而挂起，就+1

三：linux的信号量机制

1.semget函数

创建一个新信号量或取得一个已经存在的信号量

int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);  

第一个参数key是整数值（唯一非零），不相关的进程可以通过它访问一个信号量，它代表程序可能要使用的某个资源，程序

对所有信号量的访问都是间接的，程序先通过调用semget函数并提供一个键，再由系统生成一个相应的信号标识符（semget函数的返回值），

只有semget函数才直接使用信号量键，所有其他的信号量函数使用由semget函数返回的信号量标识符。如果多个程序使用相同的key值，key将负责协调工作。

第二个参数指定需要的信号量的数目，值几乎总是1

第三个参数sem_flags是一组标志，当想要当信号量不存在时创建一个新的信号量，可以和值IPC_CREAT做按位或操作。设置了IPC_CREAT标志后，即使给出的键是一个已有信号量的键，也不会产生错误。而IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的信号量，如果信号量已存在，返回一个错误。

semget函数成功返回一个相应信号标识符（非零），失败返回-1.

2.semop函数

它的作用是改变信号量的值，原型为：

int semop(int sem_id, struct sembuf *sem_opa, size_t num_sem_ops);

sem_id是由semget返回的信号量标识符，sembuf结构的定义如下：

struct sembuf{  
    short sem_num;//除非使用一组信号量，否则它为0  
    short sem_op;//信号量在一次操作中需要改变的数据，通常是两个数，一个是-1，即P（等待）操作，  
                    //一个是+1，即V（发送信号）操作。  
    short sem_flg;//通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号，  
                    //并在进程没有释放该信号量而终止时，操作系统释放信号量  
};  

3.semctl函数

该函数用来直接控制信号量信息

int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, ...);