c語言通過訊號量id獲取值 Linux訊號量

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訊號量（訊號燈）本質上是乙個計數器，用於協調多個程序（包括但不限於父子程序）對共享資料物件的讀/寫。它不以傳送資料為目的，主要是用來保護共享資源（訊號量、訊息佇列、socket連線等），保證共享資源在乙個時刻只有乙個程序獨享。

訊號量是乙個特殊的變數，只允許程序對它進行等待訊號和傳送訊號操作。最簡單的訊號量是取值0和1的二元訊號量，這是訊號量最常見的形式。

通用訊號量（可以取多個正整數值）和訊號量集方面的知識比較複雜，應用場景也比較少。

本文只介紹二元訊號量。

linux中提供了一組函式用於操作訊號量，程式中需要包含以下標頭檔案：

#include #include #include

semget函式用來獲取或建立訊號量，它的原型如下：

int semget(key_t key, int nsems, int sem***);

1）引數key是訊號量的鍵值，typedef unsigned int key_t，是訊號量在系統中的編號，不同訊號量的編號不能相同，這一點由程式設計師保證。key用十六進製制表示比較好。

2）引數nsems是建立訊號量集中訊號量的個數，該引數只在建立訊號量集時有效，這裡固定填1。

3）引數sem_flags是一組標誌，如果希望訊號量不存在時建立乙個新的訊號量，可以和值ipc_creat做按位或操作。如果沒有設定ipc_creat標誌並且訊號量不存在，就會返錯誤（errno的值為2，no such file or directory）。

4）如果semget函式成功，返回訊號量集的標識；失敗返回-1，錯誤原因存於error中。

示例：1）獲取鍵值為0x5000的訊號量，如果該訊號量不存在，就建立它，**如下：

int semid=semget(0x5000,1,0640|ipc_creat);

2）獲取鍵值為0x5000的訊號量，如果該訊號量不存在，返回-1，errno的值被設定為2，**如下：

int semid= semget(0x5000,1,0640)；

該函式用來控制訊號量（常用於設定訊號量的初始值和銷毀訊號量），它的原型如下：

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

1）引數semid是由semget函式返回的訊號量標識。

2）引數sem_num是訊號量集陣列上的下標，表示某乙個訊號量，填0。

3）引數cmd是對訊號量操作的命令種類，常用的有以下兩個：

ipc_rmid：銷毀訊號量，不需要第四個引數；

setval：初始化訊號量的值（訊號量成功建立後，需要設定初始值），這個值由第四個引數決定。第四引數是乙個自定義的共同體，如下：

// 用於訊號燈操作的共同體。 union semun

;

4）如果semctl函式呼叫失敗返回-1；如果成功，返回值比較複雜，暫時不關心它。

示例：1）銷毀訊號量。

semctl(semid,0,ipc_rmid);

2）初始化訊號量的值為1，訊號量可用。

union semun sem_union;
sem_union.val = 1;
semctl(semid,0,setval,sem_union);

該函式有兩個功能：1）等待訊號量的值變為1，如果等待成功，立即把訊號量的值置為0，這個過程也稱之為等待鎖；2）把訊號量的值置為1，這個過程也稱之為釋放鎖。

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

1）引數semid是由semget函式返回的訊號量標識。

2）引數nsops是操作訊號量的個數，即sops結構變數的個數，設定它的為1（只對乙個訊號量的操作）。

3）引數sops是乙個結構體，如下：

struct sembuf
;

示例：1）等待訊號量的值變為1，如果等待成功，立即把訊號量的值置為0；

struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1;
sem_b.sem_*** = sem_undo;
semop(sem_id, &sem_b, 1);

2）把訊號量的值置為1。

struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1;
sem_b.sem_*** = sem_undo;
semop(sem_id, &sem_b, 1);

為了便於理解，我把訊號量的操作封裝成csem類，稱之為訊號燈，類似互斥鎖，包括初始化訊號燈、等待訊號燈、掛出訊號燈和銷毀訊號燈。

/*
* 程式名：book259.cpp，此程式用於演示訊號量的使用方法。
*/#include #include #include #include #include #include class csem
;  int  sem_id;  // 訊號燈描述符。
public:
bool init(key_t key); // 如果訊號燈已存在，獲取訊號燈；如果訊號燈不存在，則建立訊號燈並初始化。
bool wait();          // 等待訊號燈掛出。
bool post();          // 掛出訊號燈。
bool destroy();       // 銷毀訊號燈。
};int main(int argc, char *ar**)
printf("sem.init okn");
// 等待信訊號掛出，等待成功後，將持有鎖。
if (sem.wait()==false) 
printf("sem.wait okn");
sleep(50);  // 在sleep的過程中，執行其它的book259程式將等待鎖。
// 掛出訊號燈，釋放鎖。
if (sem.post()==false) 
printf("sem.post okn");
// 銷毀訊號燈。
// if (sem.destroy()==false) 
// printf("sem.destroy okn");
}bool csem::init(key_t key)
// 訊號燈建立成功後，還需要把它初始化成可用的狀態。
union semun sem_union;
sem_union.val = 1;
if (semctl(sem_id,0,setval,sem_union) <  0) 
}else
}  return true;
}bool csem::destroy()
return true;
}bool csem::wait()
return true;
}bool csem::post()
return true;
}

第一步：執行book259程式，它會建立鍵值為5000的訊號燈，並持有鎖，如下：

第二步：立即再執行乙個book259程式，它會獲取鍵值為5000的訊號燈，並等待鎖，如下：

第三步，當第一次執行的book259程式sleep完50秒之後，釋放鎖，第二個執行book259的程式將獲得鎖；

第四步，可以啟動更多的book259程式，它們將排隊等待鎖。

用ipcs -s 可以檢視系統的訊號量，內容有鍵值（key），訊號量編號（semid），建立者（owner），許可權（perms），訊號量數（nsems）。

用ipcrm -sem 訊號量編號，可以手工刪除訊號量，如下：

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