📄 linux环境进程间通信（四）.htm
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href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part4/index.html#author">关于作者</A></TD></TR>
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<TD class=related colSpan=2><B class=related>相关链接：</B></TD></TR>
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<H1>Linux环境进程间通信（四）</H1>
<P id=subtitle><EM>信号灯</EM></P><IMG class=display-img height=6
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<FORM name=email
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value=信号灯与其他进程间通信方式不大相同，它主要提供对进程间共享资源访问控制机制。相当于内存中的标志，进程可以根据它判定是否能够访问某些共享资源，同时，进程也可以修改该标志。除了用于访问控制外，还可用于进程同步。
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<P><SPAN class=ast>未显示需要 JavaScript
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<P>级别： 初级</P>
<P><A
href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part4/index.html#author">郑彦兴</A>
(<A
href="mailto:mlinux@163.com?subject=Linux环境进程间通信（四）">mailto:mlinux@163.com?subject=Linux环境进程间通信（四）</A>)国防科大计算机学院<BR></P>
<P>2003 年 4 月 07 日</P>
<BLOCKQUOTE>信号灯与其他进程间通信方式不大相同，它主要提供对进程间共享资源访问控制机制。相当于内存中的标志，进程可以根据它判定是否能够访问某些共享资源，同时，进程也可以修改该标志。除了用于访问控制外，还可用于进程同步。</BLOCKQUOTE><!--START RESERVED FOR FUTURE USE INCLUDE FILES--><!-- include java script once we verify teams wants to use this and it will work on dbcs and cyrillic characters --><!--END RESERVED FOR FUTURE USE INCLUDE FILES-->
<P><A name=N10044><SPAN class=atitle>一、信号灯概述</SPAN></A></P>
<P>信号灯与其他进程间通信方式不大相同，它主要提供对进程间共享资源访问控制机制。相当于内存中的标志，进程可以根据它判定是否能够访问某些共享资源，同时，进程也可以修改该标志。除了用于访问控制外，还可用于进程同步。信号灯有以下两种类型：</P>
<UL>
<LI>二值信号灯：最简单的信号灯形式，信号灯的值只能取0或1，类似于互斥锁。
<BR>注：二值信号灯能够实现互斥锁的功能，但两者的关注内容不同。信号灯强调共享资源，只要共享资源可用，其他进程同样可以修改信号灯的值；互斥锁更强调进程，占用资源的进程使用完资源后，必须由进程本身来解锁。
<LI>计算信号灯：信号灯的值可以取任意非负值（当然受内核本身的约束）。 </LI></UL><BR>
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<TR>
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<TR>
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<P><A name=N10058><SPAN class=atitle>二、Linux信号灯</SPAN></A></P>
<P>linux对信号灯的支持状况与消息队列一样，在red had
8.0发行版本中支持的是系统V的信号灯。因此，本文将主要介绍系统V信号灯及其相应API。在没有声明的情况下，以下讨论中指的都是系统V信号灯。</P>
<P>注意，通常所说的系统V信号灯指的是计数信号灯集。</P><BR>
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<TBODY>
<TR>
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<TR align=right>
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<TR>
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href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part4/index.html#main"><B>回页首</B></A></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
<P><A name=N10064><SPAN class=atitle>三、信号灯与内核</SPAN></A></P>
<P>1、系统V信号灯是随内核持续的，只有在内核重起或者显示删除一个信号灯集时，该信号灯集才会真正被删除。因此系统中记录信号灯的数据结构（struct
ipc_ids sem_ids）位于内核中，系统中的所有信号灯都可以在结构sem_ids中找到访问入口。</P>
<P>2、下图说明了内核与信号灯是怎样建立起联系的：</P>
<P>其中：struct ipc_ids
sem_ids是内核中记录信号灯的全局数据结构；描述一个具体的信号灯及其相关信息。</P><BR><IMG height=248
alt="" src="Linux环境进程间通信（四）.files/1.gif" width=628 border=0> <BR>
<P>其中，struct sem结构如下：</P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code-outline><PRE class=displaycode>struct sem{
int semval; // current value
int sempid // pid of last operation
}
</PRE></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>
<P>从上图可以看出，全局数据结构struct ipc_ids sem_ids可以访问到struct
kern_ipc_perm的第一个成员：struct kern_ipc_perm；而每个struct
kern_ipc_perm能够与具体的信号灯对应起来是因为在该结构中，有一个key_t类型成员key，而key则唯一确定一个信号灯集；同时，结构struct
kern_ipc_perm的最后一个成员sem_nsems确定了该信号灯在信号灯集中的顺序，这样内核就能够记录每个信号灯的信息了。kern_ipc_perm结构参见《Linux环境进程间通信（三）：消息队列》。struct
sem_array见附录1。</P><BR>
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<TBODY>
<TR>
<TD><IMG height=1 alt=""
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<TR align=right>
<TD><IMG height=4 alt="" src="Linux环境进程间通信（四）.files/c.gif"
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<TBODY>
<TR>
<TD vAlign=center><IMG height=16 alt=""
src="Linux环境进程间通信（四）.files/u_bold.gif" width=16
border=0><BR></TD>
<TD vAlign=top align=right><A class=fbox
href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part4/index.html#main"><B>回页首</B></A></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
<P><A name=N1008E><SPAN class=atitle>四、操作信号灯</SPAN></A></P>
<P><A name=N10094><SPAN
class=smalltitle>对消息队列的操作无非有下面三种类型：</SPAN></A></P>
<P>1、 打开或创建信号灯 <BR>与消息队列的创建及打开基本相同，不再详述。 </P>
<P>2、 信号灯值操作 <BR>linux可以增加或减小信号灯的值，相应于对共享资源的释放和占有。具体参见后面的semop系统调用。
</P>
<P>3、 获得或设置信号灯属性： <BR>系统中的每一个信号灯集都对应一个struct
sem_array结构，该结构记录了信号灯集的各种信息，存在于系统空间。为了设置、获得该信号灯集的各种信息及属性，在用户空间有一个重要的联合结构与之对应，即union
semun。 </P><BR><IMG height=226 alt=""
src="Linux环境进程间通信（四）.files/2.gif" width=529 border=0> <BR>
<P>联合semun数据结构各成员意义参见附录2</P>
<P><A name=N100BD><SPAN class=smalltitle>信号灯API</SPAN></A></P>
<P>1、文件名到键值</P>
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<TR>
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