當(dāng)前位置:首頁(yè) > 嵌入式培訓(xùn) > 嵌入式學(xué)習(xí) > 講師博文 > 信號(hào)量是什么,大神全方位交給你
一.首先我們必須知道什么是信號(hào)量
信號(hào)量的本質(zhì)是數(shù)據(jù)操作鎖,它本身不具備數(shù)據(jù)交換功能,而只是用于保護(hù)進(jìn)程線(xiàn)程之間共享的資源,實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的同步與互斥操作。
信號(hào)量相當(dāng)于一把鎖,例如小黑上廁所,需要檢查是否有鎖,有鎖獲取鎖,占用廁所坑位資源,其他人無(wú)法進(jìn)此坑位,當(dāng)小黑上完廁所,需要釋放鎖,其他人都可以獲取鎖。
小黑 ------》 進(jìn)程
門(mén)鎖 --------》 信號(hào)量
坑位 ------》 共享資源(信號(hào)量保護(hù)對(duì)象)
二.為什么要使用信號(hào)量
為了防止出現(xiàn)因多個(gè)程序同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)共享資源而引發(fā)的一系列問(wèn)題,我們需要一種方法,在任一時(shí)刻只能有一個(gè)執(zhí)行進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)代碼的臨界區(qū)域;臨界區(qū)域是指執(zhí)行數(shù)據(jù)更新的代碼需獨(dú)占式地執(zhí)行。而信號(hào)量就可以提供這樣的一種訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制,讓一個(gè)臨界區(qū)同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程在訪(fǎng)問(wèn)它,也就是說(shuō)信號(hào)量是用來(lái)調(diào)協(xié)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪(fǎng)問(wèn)的。其中共享內(nèi)存的使用就要用到信號(hào)量。
臨界資源:一次只允許一個(gè)進(jìn)程(一個(gè)線(xiàn)程)使用的資源叫做臨界資源。
臨界區(qū):訪(fǎng)問(wèn)臨界資源的代碼稱(chēng)為臨界區(qū)。
三.信號(hào)量分類(lèi):
1.System V信號(hào)燈(IPC對(duì)象),也叫經(jīng)典ipc對(duì)象,一般用于進(jìn)程通信。
2.posix基于內(nèi)存的信號(hào)燈(無(wú)名信號(hào)燈),一般線(xiàn)程通信。
功能分類(lèi):
1.二值信號(hào)量:信號(hào)量的值為0或1。與互斥鎖類(lèi)似,資源可用時(shí)值為1,不可用時(shí)值為0。
2.計(jì)數(shù)信號(hào)量:值在0到n之間。用來(lái)統(tǒng)計(jì)資源,其值代表可用資源數(shù)。
注意:system v信號(hào)量對(duì)象不是一個(gè)信號(hào)量,是一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)量的集合。對(duì)應(yīng)內(nèi)核中一個(gè)結(jié)構(gòu)體:struct semid_ds 有一個(gè)成員sem_base指向第0個(gè)信號(hào)量結(jié)構(gòu)體起始地址。
四.System v信號(hào)量實(shí)現(xiàn)步驟
-----》1、創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
Key:創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象的唯一鍵值
nsems表示的就是創(chuàng)建的信號(hào)量集中信號(hào)量的個(gè)數(shù)
Semflg: 權(quán)限 IPC_CREAT:存在則打開(kāi),否則創(chuàng)建; IPC_CREAT | IPC_EXCL存在則出錯(cuò)返回,否則創(chuàng)建,這 樣保證了 打開(kāi)的是一個(gè)全新的信號(hào)量集
成功:信號(hào)量集ID 失敗-1
----》2.初始化具體信號(hào)量的值。
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union set);
semid:信號(hào)燈集ID
semnum: 要修改的信號(hào)燈編號(hào)
Cmd: GETVAL:獲取信號(hào)燈的值
SETVAL:設(shè)置信號(hào)燈的值
IPC_RMID:從系統(tǒng)中刪除信號(hào)燈集合
-----》3.執(zhí)行p操作:獲取資源,信號(hào)量值減1不阻塞,可以操作資源;如果無(wú)資源可用,信號(hào)量值為0,阻塞等待資源。
int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
semid:信號(hào)量集ID
struct sembuf {
short sem_num; // 要操作的信號(hào)燈的編號(hào)
short sem_op; // 0 : 等待,直到信號(hào)燈的值變成0
// 1 : 釋放資源,V操作
// -1 : 分配資源,P操作
short sem_flg; // 0, IPC_NOWAIT, SEM_UNDO
};
nops: 要操作的信號(hào)燈的個(gè)數(shù)
----》 操作資源: 共享內(nèi)存
-----》4.執(zhí)行v操作:釋放資源,信號(hào)量值加1.
int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
-----》5.刪除對(duì)象
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);