Читаем Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

$ ./psem_create — c /demo 600 0

$ ./psem_wait /demo &

[1] 31208

Фоновая команда блокируется, поскольку значение семафора равно 0 и, следовательно, не может быть уменьшено. Получим значение семафора:

$ ./psem_getvalue /demo

0

Как видите, значение равно 0. В некоторых системах результат мог бы быть равен -1; это сигнализировало бы о наличии одного процесса, ожидающего изменения семафора.

Теперь запустим команду инкрементации. Это приведет к завершению работы вызова sem_wait(), заблокированного в фоновой программе:

$ ./psem_post /demo

$ 31208 sem_wait() succeeded

В последней строке видно: приглашение командной строки перемешано с выводом фонового задания.

Чтобы увидеть следующее приглашение командной строки, мы нажимаем клавишу Enter. Это приводит к тому, что командная оболочка сначала сигнализирует о завершении фонового задания. Затем выполняем дальнейшие операции с семафором:

Нажимаем Enter

[1]- Done./psem_wait /demo

$ ./psem_post /demo Инкрементируем семафор

$ ./psem_getvalue /demo Получаем значение семафора

1

$ ./psem_unlink /demo Мы закончили работать с этим семафором

49.4. Анонимные семафоры

Анонимные семафоры (основанные на памяти) представляют собой переменные типа sem_t, которые хранятся в памяти, выделенной приложением. Чтобы сделать семафор доступным для процессов или потоков, его нужно поместить в общий для них участок памяти.

Для работы с именованными и анонимными семафорами используются одни и те же функции (sem_wait(), sem_post(), sem_getvalue() и т. д.). Но, кроме этого, вводятся еще два (обязательных) вызова:

• функция sem_init() инициализирует семафор и оповещает систему о том, как он будет разделяться: между разными процессами или между потоками одного процесса;

• функция sem_destroy(sem) уничтожает семафор.

Обе функции нельзя использовать в сочетании с именованными семафорами.

Сравнение анонимных и именованных семафоров

Анонимные семафоры позволяют избежать процедуры выбора имени. Это может быть удобно в следующих ситуациях.

• Семафор, который разделяется между потоками, не нуждается в имени. Создавая анонимный семафор в виде разделяемой переменной (глобальной или внутри кучи), мы автоматически делаем его доступным для всех потоков.

• Семафору, разделяемому между родственными процессами, тоже не нужно имя. Анонимный семафор, выделенный родительским процессом на общем участке памяти (например, в разделяемом анонимном отображении), автоматически наследуется потомком вместе с отображением в ходе выполнения вызова fork().

• Если мы создаем динамическую структуру данных (например, двоичное дерево), каждому элементу которой нужен отдельный семафор, то выделение анонимных семафоров будет наиболее простым решением. Применение именованных потребовало бы разработки специального соглашения об использовании (уникальных) имен в случае с каждым элементом и управлении этими именами (например, когда они становятся ненужными, их следует удалять).

49.4.1. Инициализация анонимного семафора

Функция sem_init() инициализирует анонимный семафор, представленный указателем sem, с помощью значения аргумента value.

#include

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

Возвращает 0 при успешном завершении или -1 при ошибке

Аргумент pshared определяет способ разделения семафора: между потоками или процессами.

• Если значение pshared равно нулю, то семафор будет разделен между потоками вызывающего процесса. В этом случае аргумент sem обычно представляет собой адрес либо глобальной переменной, либо переменной, находящейся в куче. Такие семафоры функционируют на уровне процесса и уничтожаются вместе с ним.

• Если значение pshared не равно нулю, то семафор будет разделен между разными процессами. В данном случае аргумент sem должен хранить адрес, находящийся внутри участка разделяемой памяти (это может быть объект разделяемой памяти POSIX, разделяемое отображение, созданное с помощью вызова mmap(), или разделяемый сегмент памяти System V). Семафор функционирует, пока существует участок разделяемой памяти, на котором он находится. (Участки памяти, созданные большинством из этих способов, обладают сохраняемостью на уровне ядра; исключение составляет анонимное отображение, существующее, пока его использует хотя бы один процесс.) Потомок, созданный путем вызова fork(), наследует отображения родителя, поэтому получает доступ и к семафорам, разделяемым между процессами; с его помощью он может синхронизировать свои действия с родителем.

Аргумент pshared необходим по следующим причинам.