Linux进程间通信：信号量实现进程同步详解

"本文主要介绍了如何利用信号量在Linux环境中实现进程间的同步，特别是针对一个具体实例，即父子进程共享单缓冲区的情况进行说明。同时，文章提到了Linux内核中信号量的相关结构和系统调用函数，包括semget、semop和semctl等。 在Linux进程通信中，信号量是一种有效的同步机制。它允许进程控制对共享资源的访问，防止数据竞争和死锁的发生。在例4-10中，父进程创建一个子进程，它们共享一个单缓冲区。子进程负责向缓冲区写入信息，而父进程则负责读取并显示这些信息。这种交替读写的模式需要精确的同步，以确保子进程在父进程读取之前不会覆盖已写入的数据，反之亦然。 信号量集在Linux中通过kern_ipc_perm结构的key来唯一标识，并且系统维护了一个信号量集数组，每个元素指向一个sem_array结构，该结构在/usr/src/linux-2.4/include/linux/sem.h中定义。信号量集包含了多个信号量，用于管理不同类型的资源访问。 Linux提供了三个关键的信号量系统调用函数： 1. semget()：这个函数用于创建一个新的信号量集或获取已存在的信号量集。key参数可以是IPC_PRIVATE（由系统自动生成标识符）或用户指定的非零值。nsems参数指定了信号量集中的信号量数量，semflg参数用于指定创建行为，如IPC_CREAT标志表示创建新的信号量集，如果已存在则返回其标识符。 2. semop()：这个函数执行信号量的操作，如P（等待）和V（唤醒）操作，允许进程对信号量进行增加或减少，从而控制资源的访问。 3. semctl()：这个函数提供了更高级的控制功能，如获取、修改信号量的值，或者删除信号量集。 在上述父子进程的示例中，可能需要使用一个信号量来保护单缓冲区，确保每次只有一个进程能访问缓冲区。父进程在读取前会先执行P操作，子进程在写入后会执行V操作。这样，当子进程写入“end”时，父进程读取并显示后，进程间的通信就自然结束了。 利用信号量进行进程同步是Linux进程间通信的重要方法，它能够有效地协调多进程对共享资源的访问，保证系统的正确运行。了解并熟练掌握信号量的使用对于编写高效、稳定的多进程程序至关重要。"