深入了解 sem init 和 semget：Linux 进程间通信208

semget

semget() 系统调用用于创建或获取一个已存在的信号量集。信号量集是一种用于进程间通信的特殊数据结构，它包含一个或多个信号量。信号量是一个共享的整数，用于协调对共享资源的访问。

semget() 函数的原型如下：```c
#include
#include
#include
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
```

其中：* `key` 是一个整数，用于唯一标识信号量集。可以通过 ftok() 函数生成 key。
* `nsems` 指定信号量集中的信号量数量。
* `semflg` 指定创建或获取信号量集的标志，可以使用以下标志：
* `IPC_CREAT`：如果信号量集不存在，则创建它。
* `IPC_EXCL`：只有在信号量集不存在时才创建它。如果信号量集已存在，则 semget() 将失败。
* `0666`：指定信号量集的访问权限。

semget() 函数返回信号量集的标识符（ID），如果发生错误，则返回 -1。

semctl()

semctl() 系统调用用于控制信号量集。它可以执行各种操作，例如获取信号量集的属性、设置信号量的值或删除信号量集。

semctl() 函数的原型如下：```c
#include
#include
#include
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
```

其中：* `semid` 是信号量集的标识符。
* `semnum` 指定要操作的信号量的编号。
* `cmd` 指定要执行的操作，可以使用以下命令：
* `GETVAL`：获取信号量的值。
* `SETVAL`：设置信号量的值。
* `GETALL`：获取信号量集的所有信号量的值。
* `SETALL`：设置信号量集的所有信号量的值。
* `IPC_RMID`：删除信号量集。
* `...` 是可选的参数，具体取决于要执行的操作。

semctl() 函数返回 0 表示成功，如果发生错误，则返回 -1。

semop()

semop() 系统调用用于原子操作多个信号量。它可以执行各种操作，例如增加或减少信号量值或对信号量进行等待或信号操作。

semop() 函数的原型如下：```c
#include
#include
#include
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
```

其中：* `semid` 是信号量集的标识符。
* `sops` 是一个指向 sembuf 结构的数组，其中包含要执行的操作。
* `nsops` 指定 `sops` 数组中的元素数量。

sembuf 结构的定义如下：```c
struct sembuf {
short sem_num; // 要操作的信号量的编号
short sem_op; // 要执行的操作
short sem_flg; // 操作标志
};
```

sem_op 字段可以指定以下操作：* `-1`：对信号量进行等待操作。
* `1`：对信号量进行信号操作。
* `0`：只是检查信号量。

sem_flg 字段可以指定以下标志：* `SEM_UNDO`：在进程退出时自动撤消 semop() 操作。
* `IPC_NOWAIT`：如果信号量不可用，则立即返回，不阻塞。

semop() 函数返回 0 表示成功，如果发生错误，则返回 -1。

示例代码

以下示例代码演示了如何使用 semget()、semctl() 和 semop() 创建、获取和使用一个信号量集：```c
#include
#include
#include
#include
int main() {
// 创建一个信号量集，包含 2 个信号量
int semid = semget(IPC_PRIVATE, 2, 0666 | IPC_CREAT);
if (semid == -1) {
perror("semget");
return 1;
}
// 获取第一个信号量的值
int val = semctl(semid, 0, GETVAL);
if (val == -1) {
perror("semctl");
return 1;
}
// 打印第一个信号量的值
printf("First semaphore value: %d", val);
// 对第二个信号量进行信号操作
struct sembuf sops[1];
sops[0].sem_num = 1;
sops[0].sem_op = 1;
sops[0].sem_flg = 0;
if (semop(semid, sops, 1) == -1) {
perror("semop");
return 1;
}
// 对第一个信号量进行等待操作
sops[0].sem_num = 0;
sops[0].sem_op = -1;
sops[0].sem_flg = 0;
if (semop(semid, sops, 1) == -1) {
perror("semop");
return 1;
}
// 删除信号量集
if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1) {
perror("semctl");
return 1;
}
return 0;
}
```

2024-10-18

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