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标  题: 本地进程间通信第五讲：信号灯（一）
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发信人: cpu (奔腾的心), 信区: Solaris
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学过操作系统的虫子应该都对信号灯有印象，主要是为进程取得资源提供了
一种互斥机制。互斥资源的初值一般大于0，比如某系统只有一台打印机，那
么可以用一个信号灯来标识这台打印机，初值为1。当有进程要占用这台打印
机的时候，则对信号灯-1（P操作），用完后，对信号灯+1（V操作），所有需
要这台打印机的进程都要遵循这个游戏规则。当打印机被某一进程占用的时候，
其它进程只能阻塞在P操作上，一直到信号灯再次为1。

(1) 函数semget: 取得一组信号灯（注意，是一组，不是一个，各个组员可以
    标识各种不同类别的资源）

     #include <sys/types.h>
     #include <sys/ipc.h>
     #include <sys/sem.h>
     int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

成功则返回信号灯组的整形标识号，否则返回-1，errno指出错误类型。每个
信号灯数据结构都包含一个分量semval，表示该信号灯的当前值，初始值为0。

key：   是IPC_PRIVATE或者你自己指定一个长整形值，用来唯一地标识将要
        创建的信号灯；
nsems： 要创建的一组信号灯当中的信号灯数；
semflg: 存取权限和创建标志的或。比如 0600 | IPC_CREAT | IPC_EXCL
        存取权限--无须多解释，比如0600，0660 ...
        创建标志
        IPC_CREAT-- 给出key对应的信号灯组不存在则创建之
        IPC_EXCL--  同时指定IPC_CREAT时，若key对应的信号灯
                    组已经存在，则出错返回，errno为EEXIST

(2) 函数semop：信号灯组的操作，这个调用可以派生出所谓的P操作和V操作来。
    注意semop可以对信号灯组中的多个成员同时操作，这体现在该调用的后两
    个参数上。一般一个信号灯标识一个资源，对多个信号灯的同时操作可以在
    现实中体现为一个操作要占用几个资源。
               

     #include <sys/types.h>
     #include <sys/ipc.h>
     #include <sys/sem.h>
     int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);

semid:  就是semget调用返回的信号灯组的标识。
sops:   操作集指针，操作集的每个成员对应信号灯组中某个组员的操作。
        
        sembuf结构的定义：
        sturct sembuf {
            short   sem_num;    /* 信号灯组员的索引，0为第一个信号灯 */
            short   sem_op;     /* 对指定信号灯组员的操作 */
            short   sem_flg;    /* 操作标志的或，包括非阻塞标志IPC_NOWAIT
                                 * 和进程退出取消操作标志SEM_UNDO */
        };

nsops:  操作集的长度，即sops的成员数。

sembuf的sem_op成员是个关键，它规定了对sem_num指定的信号灯进行什么样
的操作：

1.如果sem_op < 0，则对应P操作，当sem_op的绝对值大于该信号灯的semval时，
semop将阻塞或者出错返回（若sem_flg&IPC_NOWAIT为真，则操作不阻塞，errno
为EAGAIN）；否则，semval = semval - |sem_op|，操作返回。

2.如果sem_op > 0，则对应V操作，semval = semval + sem_op，操作返回。

3.如果sem_op == 0，则当semval == 0的时候，操作成功返回，否则将阻塞或者
出错返回（同样非阻塞操作由sem_flag指定）。该操作实际上查看某项资源是否
耗尽。

sem_flg一般为0，若sem_flg包含IPC_NOWAIT，则该操作为非阻塞操作，若sem_flg
包含SEM_UNDO，则当进程退出的时候会取消该操作，这个标志在某些情况下是很
有用的，比如某进程做了P操作得到资源，但还没来得及做V操作时就异常退出了，
这样其它进程就只能都阻塞在P操作上了，造成死锁。若采取了SEM_UNDO标志就可
以避免因为进程异常退出而造成死锁。

关于semaphore的进一步操作，请详细看有关信号灯的数据结构struct semid_ds和
struct sem，在/usr/include/sys/sem.h中，另外对semaphore的详细控制请详细
查看函数semctl的manul，比如删除信号灯，置信号灯semval的初值等操作都由该
函数提供。
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