基于linux操作系統的進程通信設計

4. 信號量

信號量又稱為信號燈，它是用來協調不同進程間的數據對象的，而最主要的應用是前一節的共享內存方式的進程間通信。本質上，信號量是一個計數器，它用來記錄對某個資源(如共享內存)的存取狀況。一般說來，為了獲得共享資源，進程需要執行下列操作：

(1) 測試控制該資源的信號量。

(2) 若此信號量的值為正，則允許進行使用該資源。進程將進號量減1。

(3) 若此信號量為0，則該資源目前不可用，進程進入睡眠狀態，直至信號量值大于0，進程被喚醒，轉入步驟(1)。

(4) 當進程不再使用一個信號量控制的資源時，信號量值加1。如果此時有進程正在睡眠等待此信號量，則喚醒此進程。

維護信號量狀態的是Linux內核操作系統而不是用戶進程。我們可以從頭文件/usr/src/linux/include/linux/sem.h中看到內核用來維護信號量狀態的各個結構的定義。信號量是一個數據集合，用戶可以單獨使用這一集合的每個元素。要調用的第一個函數是semget，用以獲得一個信號量ID。

#include

#include

#include

int semget(key_t key, int nsems, int flag);

key是前面講過的IPC結構的關鍵字，它將來決定是創建新的信號量集合，還是引用一個現有的信號量集合。nsems是該集合中的信號量數。如果是創建新集合(一般在服務器中)，則必須指定nsems;如果是引用一個現有的信號量集合(一般在客戶機中)則將nsems指定為0。

semctl函數用來對信號量進行操作。

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);

不同的操作是通過cmd參數來實現的，在頭文件sem.h中定義了7種不同的操作，實際編程時可以參照使用。

semop函數自動執行信號量集合上的操作數組。

int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops);

semoparray是一個指針，它指向一個信號量操作數組。nops規定該數組中操作的數量。

下面，我們看一個具體的例子，它創建一個特定的IPC結構的關鍵字和一個信號量，建立此信號量的索引，修改索引指向的信號量的值，最后我們清除信號量。

5.套接口

套接口(socket)編程是實現Linux系統和其他大多數操作系統中進程間通信的主要方式之一。我們熟知的WWW服務、FTP服務、TELNET服務等都是基于套接口編程來實現的。除了在異地的計算機進程間以外，套接口同樣適用于本地同一臺計算機內部的進程間通信。