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信號(hào)量是什么，大神全方位交給你

一.首先我們必須知道什么是信號(hào)量

信號(hào)量的本質(zhì)是數(shù)據(jù)操作鎖，它本身不具備數(shù)據(jù)交換功能，而只是用于保護(hù)進(jìn)程線程之間共享的資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的同步與互斥操作。

信號(hào)量相當(dāng)于一把鎖，例如小黑上廁所，需要檢查是否有鎖，有鎖獲取鎖，占用廁所坑位資源，其他人無(wú)法進(jìn)此坑位，當(dāng)小黑上完廁所，需要釋放鎖，其他人都可以獲取鎖。

小黑 ------》 進(jìn)程

門鎖 --------》 信號(hào)量

坑位 ------》 共享資源(信號(hào)量保護(hù)對(duì)象)

二.為什么要使用信號(hào)量

為了防止出現(xiàn)因多個(gè)程序同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)共享資源而引發(fā)的一系列問(wèn)題，我們需要一種方法，在任一時(shí)刻只能有一個(gè)執(zhí)行進(jìn)程訪問(wèn)代碼的臨界區(qū)域;臨界區(qū)域是指執(zhí)行數(shù)據(jù)更新的代碼需獨(dú)占式地執(zhí)行。而信號(hào)量就可以提供這樣的一種訪問(wèn)機(jī)制，讓一個(gè)臨界區(qū)同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程在訪問(wèn)它，也就是說(shuō)信號(hào)量是用來(lái)調(diào)協(xié)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問(wèn)的。其中共享內(nèi)存的使用就要用到信號(hào)量。

臨界資源：一次只允許一個(gè)進(jìn)程(一個(gè)線程)使用的資源叫做臨界資源。

臨界區(qū)：訪問(wèn)臨界資源的代碼稱為臨界區(qū)。

三.信號(hào)量分類：

1.System V信號(hào)燈(IPC對(duì)象)，也叫經(jīng)典ipc對(duì)象，一般用于進(jìn)程通信。

2.posix基于內(nèi)存的信號(hào)燈(無(wú)名信號(hào)燈)，一般線程通信。

功能分類：

1.二值信號(hào)量：信號(hào)量的值為0或1。與互斥鎖類似，資源可用時(shí)值為1，不可用時(shí)值為0。

2.計(jì)數(shù)信號(hào)量：值在0到n之間。用來(lái)統(tǒng)計(jì)資源，其值代表可用資源數(shù)。

注意：system v信號(hào)量對(duì)象不是一個(gè)信號(hào)量，是一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)量的集合。對(duì)應(yīng)內(nèi)核中一個(gè)結(jié)構(gòu)體：struct semid_ds 有一個(gè)成員sem_base指向第0個(gè)信號(hào)量結(jié)構(gòu)體起始地址。

四.System v信號(hào)量實(shí)現(xiàn)步驟

-----》1、創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

Key:創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象的唯一鍵值

nsems表示的就是創(chuàng)建的信號(hào)量集中信號(hào)量的個(gè)數(shù)

Semflg: 權(quán)限 IPC_CREAT:存在則打開，否則創(chuàng)建; IPC_CREAT | IPC_EXCL存在則出錯(cuò)返回，否則創(chuàng)建，這 樣保證了 打開的是一個(gè)全新的信號(hào)量集

成功：信號(hào)量集ID 失敗-1

----》2.初始化具體信號(hào)量的值。

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union set);

semid：信號(hào)燈集ID

semnum: 要修改的信號(hào)燈編號(hào)

Cmd： GETVAL：獲取信號(hào)燈的值

SETVAL：設(shè)置信號(hào)燈的值

IPC_RMID：從系統(tǒng)中刪除信號(hào)燈集合

-----》3.執(zhí)行p操作：獲取資源，信號(hào)量值減1不阻塞，可以操作資源;如果無(wú)資源可用，信號(hào)量值為0，阻塞等待資源。

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

semid：信號(hào)量集ID

struct sembuf {

short sem_num; // 要操作的信號(hào)燈的編號(hào)

short sem_op; // 0 : 等待，直到信號(hào)燈的值變成0

// 1 : 釋放資源，V操作

// -1 : 分配資源，P操作

short sem_flg; // 0, IPC_NOWAIT, SEM_UNDO

};

nops: 要操作的信號(hào)燈的個(gè)數(shù)

----》 操作資源： 共享內(nèi)存

-----》4.執(zhí)行v操作：釋放資源,信號(hào)量值加1.

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

-----》5.刪除對(duì)象

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);