程序間通訊程式設計 5 訊號量

2021-07-24 01:36:41 字數 893 閱讀 5144

訊號量:(semaphore)程序間通訊處理同步互斥的機制。是在多執行緒環境下使用的一種設施, 它負責協調各個執行緒, 以保證它們能夠正確、合理的使用公共資源。

一、什麼是訊號量

為了防止出現因多個程式同時訪問乙個共享資源而引發的一系列問題,我們需要一種方法,它可以通過生成並使用令牌來授權,在任一時刻只能有乙個執行執行緒訪問**的臨界區域。臨界區域是指執行資料更新的**需要獨佔式地執行。而訊號量就可以提供這樣的一種訪問機制,讓乙個臨界區同一時間只有乙個執行緒在訪問它,也就是說訊號量是用來調協程序對共享資源的訪問的。

訊號量是乙個特殊的變數,程式對其訪問都是原子操作,且只允許對它進行等待(即p(訊號變數))和傳送(即v(訊號變數))資訊操作。最簡單的訊號量是只能取0和1的變數,這也是訊號量最常見的一種形式,叫做二進位制訊號量。而可以取多個正整數的訊號量被稱為通用訊號量。這裡主要討論二進位制訊號量。

二、訊號量的工作原理

由於訊號量只能進行兩種操作等待和傳送訊號,即p(sv)和v(sv),他們的行為是這樣的:

p(sv):如果sv的值大於零,就給它減1;如果它的值為零,就掛起該程序的執行

v(sv):如果有其他程序因等待sv而被掛起,就讓它恢復執行,如果沒有程序因等待sv而掛起,就給它加1.

舉個例子,就是兩個程序共享訊號量sv,一旦其中乙個程序執行了p(sv)操作,它將得到訊號量,並可以進入臨界區,使sv減1。而第二個程序將被阻止進入臨界區,因為當它試圖執行p(sv)時,sv為0,它會被掛起以等待第乙個程序離開臨界區域並執行v(sv)釋放訊號量,這時第二個程序就可以恢復執行。

三、linux的訊號量機制

linux提供了一組精心設計的訊號量介面來對訊號進行操作,它們不只是針對二進位制訊號量,下面將會對這些函式進行介紹,但請注意,這些函式都是用來對成組的訊號量值進行操作的。它們宣告在標頭檔案sys/sem.h中。

程序間通訊 訊號量

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