許豪++單平平

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了Linux下信號(hào)量通信機(jī)制的發(fā)展歷史，信號(hào)量通信的特點(diǎn)，主要針對(duì)信號(hào)量的操作進(jìn)行分析，其中包括創(chuàng)建信號(hào)量集合，修改信號(hào)量集合中某個(gè)信號(hào)量的值，如何獲得信號(hào)量集合中某個(gè)信號(hào)量的值。文章最后給出多值信號(hào)量操作的實(shí)例，并且指出多值信號(hào)量操作時(shí)應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：信號(hào)量 進(jìn)程間通信 操作

中圖分類(lèi)號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0240-01

1 Linux信號(hào)量通信機(jī)制發(fā)展史

Linux操作系統(tǒng)中有多種進(jìn)程間通信方式。本文主要圍繞信號(hào)量這種進(jìn)程間通信方式進(jìn)行闡述。信號(hào)量的概念最早由荷蘭學(xué)者Edsger Dijkstra于1965年提出，目前已經(jīng)發(fā)展成一種卓有成效的進(jìn)程間通信機(jī)制。通過(guò)該機(jī)制可以有效的控制兩個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的同步訪(fǎng)問(wèn)操作。

2 Linux單值信號(hào)量的操作

當(dāng)信號(hào)量集合中只有一個(gè)信號(hào)量的時(shí)候，可以直接調(diào)用函數(shù)semop（int semid， struct sembuf *opsptr， size_t nops）來(lái)完成操作。其中第一個(gè)參數(shù)semid是信號(hào)量集合的標(biāo)識(shí)符，即semget函數(shù)執(zhí)行成功后的返回值；第二個(gè)參數(shù)opsptr比較復(fù)雜，是struct sembuf類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體與我們對(duì)信號(hào)量的操作緊密相關(guān)。結(jié)構(gòu)體原型為struct sembuf {short sem_num； short sem_op； short sem_flg； }；有三個(gè)屬性，第一個(gè)屬性sem_num為信號(hào)量在信號(hào)量集合中的編號(hào)；第二個(gè)屬性sem_op為當(dāng)前信號(hào)量需要改變的值，如果該屬性為正值，則在當(dāng)前信號(hào)量基礎(chǔ)之上增加sem_op，如果該屬性為負(fù)值，則在當(dāng)前信號(hào)量值的基礎(chǔ)上減去sem_op，第三個(gè)屬性為標(biāo)志位，當(dāng)取值為SEM_UNDO時(shí)，表示進(jìn)程結(jié)束后由內(nèi)核釋放信號(hào)量發(fā)生改變的值。semop函數(shù)中的第三個(gè)參數(shù)表示對(duì)該信號(hào)量操作的次數(shù)。如果對(duì)該信號(hào)量操作一次，則參數(shù)nops取值為”1”，如果要操作兩次，則該參數(shù)取值為”2”。如果要對(duì)某個(gè)信號(hào)量做多次操作的時(shí)候，需要把相關(guān)的操作封裝到struct sembuf類(lèi)型的數(shù)組中，即定義一個(gè)數(shù)組struct sembuf opbuf[2]，然后對(duì)數(shù)組進(jìn)行賦值opbuf[0].sem_num=0；opbuf[0].sem_op=1；opbuf[0].sem_flg=IPC_NOWAIT，這些數(shù)值表示對(duì)信號(hào)量集合中的第一個(gè)信號(hào)量進(jìn)行加”1”操作，因?yàn)樾枰獙?duì)該信號(hào)量進(jìn)行兩次操作，所以還需要對(duì)數(shù)組opbuf中的第二個(gè)元素進(jìn)行賦值操作，即opbuf[1].sem_num=0；opbuf[1].sem_op=1；opbuf[1].sem_flg=IPC_NOWAIT。表示對(duì)信號(hào)量集合中的第一個(gè)信號(hào)量再次做加”1”操作。此時(shí)參數(shù)opstr取值為opbuf。

Semctl函數(shù)用來(lái)對(duì)信號(hào)量集合的屬性進(jìn)行操作。原型為semctl（int semid，int semnum，int cmd，../* union semun arg */）；第一個(gè)參數(shù)semid為信號(hào)量集標(biāo)識(shí)符，即semget的返回值，第二個(gè)參數(shù)semnum對(duì)應(yīng)信號(hào)量在信號(hào)集合中的編號(hào)，第三個(gè)參數(shù)cmd是需要我們關(guān)注的參數(shù)，該參數(shù)與semctl函數(shù)完成的功能緊密相關(guān)，第四個(gè)參數(shù)是一個(gè)聯(lián)合類(lèi)型的變量，該變量中的值主要根據(jù)參數(shù)cmd的變化而發(fā)生改變。如果要得到單個(gè)信號(hào)量集合中的信號(hào)量的值，只需要給參數(shù)cmd賦值為GETVAL即可，此時(shí)，完全可以把第四個(gè)參數(shù)忽略掉。int semValue1=semctl（sem_id， 0， GETVAL）；這行代碼就表示得到標(biāo)識(shí)符為sem_id的信號(hào)量集合中的編號(hào)為0的信號(hào)量的值，并且把該值保存在int類(lèi)型的變量semValue1中。

3 Linux多值信號(hào)量的操作

如果信號(hào)量集合中有多個(gè)信號(hào)量，則需要分別調(diào)用代碼int semValue1=semctl（sem_id， 0，GETVAL）多次。由此可見(jiàn)這種方式代碼重復(fù)性較高，也比較麻煩。能否找到一種簡(jiǎn)單的方法直接得到該信號(hào)量集合中的所有信號(hào)量的值？答案是肯定的。這個(gè)時(shí)候需要用到semctl函數(shù)中的第四個(gè)參數(shù)，即union semun{int val；struct semid_ds *buf；ushort *array；struct seminfo *__buf； }；需要先在代碼中聲明一下這個(gè)類(lèi)型，然后定義此類(lèi)型的變量，例如union semun semarg；再定義一個(gè)unsigned short 類(lèi)型的數(shù)組，代碼為unsigned shortreturnvalue[2]={0，0}；該數(shù)組用來(lái)存放取出的信號(hào)量的值；第三步必須要給聯(lián)合類(lèi)型的變量semarg中的array屬性賦值為第二步中定義的數(shù)組變量returnvalue，對(duì)應(yīng)代碼semarg.array=returnvalue；如果沒(méi)有該步操作，相當(dāng)于沒(méi)有給semarg.array指針賦值，則程序運(yùn)行結(jié)束后會(huì)收到SIGSEGV信號(hào)，從而出現(xiàn)段錯(cuò)誤。之后可以調(diào)用semctl函數(shù)完成取值操作，此時(shí)，semctl函數(shù)中的第三個(gè)參數(shù)需要設(shè)置為GETALL，代碼為semctl（sem_id，0，GETALL，semarg）；便可以把標(biāo)識(shí)符為sem_id的信號(hào)量集合中的所有信號(hào)量的值取出來(lái)，放入semarg變量中。

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收稿日期：2016-08-18

作者簡(jiǎn)介：許豪（1982—），男，河南南陽(yáng)人，碩士，講師，主要研究方向：嵌入式Linux開(kāi)發(fā)，云計(jì)算相關(guān)。