信号量--System V信号量 与 Posix信号量

信号量是什么

信号量是一种计数器，用来控制对多个进程/线程共享的资源进行访问。常和锁一同使用。

在某个进程/线程正在对某个资源进行访问时，信号量可以阻止另一个进程/线程去打扰。

生产者和消费者模型是信号量的典型使用。

为什么信号量分两套（两套有什么区别）

简要的说，Posix是“可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface ）的首字母简写，但它并不是一个单一的标准，而是一个电气与电子工程学会即IEEE开发的一系列标准，它还是由ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）采纳的国际标准。而System v是Unix操作系统众多版本的一个分支，它最初是由AT&T在1983年第一次发布，System v一共有四个版本，而最成功的是System V Release 4，或者称为SVR4。这样看来，一个是Unix 的标准之一（另一个标准是Open Group），一个是Unix众多版本的分支之一（其他的分支还有Linux跟BSD），应该来说，Posix标准正变得越来越流行，很多厂家开始采用这一标准。

那么两者有什么区别，或者说，应用场景：

1、POSIX信号量常用于线程；system v信号量常用于进程的同步。

2、从使用的角度，System V 信号量的使用比较复杂，而 POSIX 信号量使用起来相对简单。

3、对 POSIX 来说，信号量是个非负整数。而 System V 信号量则是一个或多个信号量的集合，它对应的是一个信号量结构体，这个结构体是为 System V IPC 服务的，信号量只不过是它的一部分。

4、Posix信号量是基于内存的，即信号量值是放在共享内存中的，它是由可能与文件系统中的路径名对应的名字来标识的。而System v信号量则是基于内核的，它放在内核里面。

5、POSIX 信号量的头文件是 ，而 System V 信号量的头文件是 。

6、Posix还有有名信号量，一般用于进程同步, 有名信号量是内核持续的。

怎么实现呢？

1、新建信号量

system V

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

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利用System Ｖ函数包装建立信号量的代码；

typedef int sem_t; union semun { int val; struct semid_ds *buf; //semid_ds的指针 unsigned short *array; //数组类型 } arg; //定义一个全局变量 sem_t CreateSem(key_t key,int value) { union semun sem; //信号量结构变量 sem_t sem_id; sem.val = value; //设置初始值 sem_id = semget(key,0,IPC_CREAT|0666); //获取信号量id if(sem_id == -1) { printf("create sem failed\n"); exit(-1); } semctl(sem_id,0,SETVAL,sem); //发送命令，建立value个初始信号量 return sem_id; }

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Posix信号量：直接用那个函数就好了，可以加一个报错保险。

【后面的栗子都一样，Posix就这么简单】

2、PV操作（增减信号量）

System V

/* 参数释义： struct sembuf { ushort sem_num; //信号量的编号 short sem_op; //信号量的操作 {正负零} short sem_flg; //信号量的操作标志 {NOWAIT} }; //sem_op取0表示将信号量设为睡眠状态，直到信号量的值为0为止 nsops：该数组中操作的个数 */

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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：进行增加一个信号量的值的操作

V操作：进行减少一个信号量的值的操作

Posix

P：sem_post(sem_t *sem);

V：sem_wait(sem_t *sem);

3、控制信号量参数

#include #include #include int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...); /* 该函数是在信号量的集合上执行控制操作函数。 参数释义： semnum：将要被执行操作的信号量编号。对于集合中的第一个信号量，它的值为0。 cmd： IPC_STAT:获取某个集合的semid_ds结构，并把它存在semun联合体的buf中。 IPC_SET：设置某个集合的semid_ds中的ipc_perm成员的值。该命令所取值从buf中获取。 IPC_RMID：从内核删除该集合。 GETTALL：用于获取集合中所有的信号量的值，存放在semun联合体的array中。 GETPID：返回最后一次调用semop的PID。 GETVAL：返回集合中某个信号量的值。 GETZCNT：返回正在等待资源利用率达到百分百的进程的数目。 SETALL：把集合中所有信号量的值设置为semun联合体中array中的值。 SETVAL：把集合中某个信号量的值设置为semun联合体中val的值。 */

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//栗子就不放了

4、销毁信号量

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，放一串生产消费者的代码

//实现线程互斥 #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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任务调度

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