unix环境编程 第十五章 15.10 POSIX信号量

POSIX信号量有两种形式：命名的和未命名的。它们的差异在于创建和销毁的形式上，但是其他工作一样。

未命名的信号量只存在于内存中，并要求能使用信号量的进程必须可以访问内存。这意味着它们只能应用在同一进程中的线程，或者不同进程中已经映射相同内存内容到它们的地址空间中的线程。

命名信号量可以通过名字访问，因此可以被任何已知它们名字的进程中的线程使用。

我们可以调用sem_open函数来创建一个新的命名信号量或者使用一个现有信号量。

#include <semaphore.h>
sem_t *sem_open(const char *name,int oflag,...)
//成功返回信号量的指针，出错返回SEM_FAILED

当使用一个现有的命名信号量时，我们仅仅指定两个参数：信号量的名字和oflag参数的0值。

当我们指定O_CREAT标志时，需要提供两个额外参数。mode参数指定谁可以访问信号量。

在创建信号量的时候，value参数用来指定信号量的初始值。它的取值时0-SEM_VALUE_MAX。

如果我们想确保创建的是信号量，可以设置oflag参数为O_CREAT|O_EXCL。如果信号量已经存在，会导致sem_open失败。

为了增加可移植性，在选择信号量命名时必须遵循一定的规则：

• 名字的第一个字符应该为斜杠。
• 名字不应包含卡斜杠以此避免实现定义的行为
• 信号量名字的最大长度时实现定义的。

如果想在信号量上进行操作，sem_open函数会为我们返回一个信号量指针，用于传递到其他信号量函数上，但完成信号量操作的时候，可以调用sem_close函数来释放任何信号量相关的资源。

#include <semaphore.h>
int sem_close(sem_t *sem);
//成功返回0，出错返回-1

如果进程没有首先调用sem_close而退出，那么内核将自动关闭任何打开的信号量。

sem_unlink函数删除信号量名字，如果没有打开的信号量引用，则该信号量会被销毁。否则，销毁将延迟到最后一个打开的引用关闭。

#include <semaphore.h>
int sem_unlink(const char *name);
//成功返回0，出错返回-1

可以使用sem_wait或者sem_trywait函数来实现信号量的减1操作

#include <semaphore.h>
int sem_trywait(sem_t *sem);//信号量时0，则不会阻塞
int sem_wait（sem_t *sem);//如果信号量时0就会发生阻塞，知道成功使信号量减1或者被信号中断时才返回
//两个函数，成功返回0，出错返回-1

调用sem_timewait函数阻塞一段确定的时间

#include <semaphore.h>
#include <time.h>
int sem_timedwait(sem_t *restrict sem,const struct timespec *rstrict tsptr);
//成功返回0，出错返回-1

想要放弃等待信号量的时候，可以用tsptr参数指定绝对时间。

调用sem_post函数使信号量值增1.

#include semaphore.h>
int sem_post(sem_t *sem);
//成功返回0，失败返回-1

调用sem_post时，如果在调用sem_wait中发生进程阻塞，那么进程会被唤醒并且会被sem_post增1的信号量计数会再次被sem_wait减1.

使用sem_init函数来创建一个未命名的信号量

#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);
//成功返回0，失败返回-1

pshared参数表明是否在多个进程中使用信号量。如果是，将其设置成一个非0值。value参数指定了信号量的初始值。

对未命名信号量的使用已经完成时，可以调用sem_destroy函数丢弃它

#include <semaphore.h>
int sem_destroy(sem_t *sem);
//成功返回0，失败返回-1

调用sem_destroy后，不能在使用任何带有sem的信号量函数，除非通过调用sem_init重新初始化它。

sem_getvalue函数可以用来检索信号量值

#include <semaphore.h>
int sem_getvalue(sem_t restrict sem,int *restrict valp);
//成功返回0，失败返回-1