UNIX網絡編程-鎖（二）

Table of Contents

• 1 UNIX網絡編程-鎖（二）
  • 1.1 信號量API
  • 1.2 信號量互斥鎖的實現
    • 1.2.1 成員變量以下:
    • 1.2.2 實現的成員函數以下:
  • 1.3 信號量讀寫鎖的實現
    • 1.3.1 RWSem的成員變量:
    • 1.3.2 RWSem的成員函數:
  • 1.4 信號量讀寫實現源碼下載

此博客是關於一篇信號量的文章，信號量提供進程間互斥，很方便。用mutex來實現信號量的功能，必須將mutex創建在共享內存上才能實現。因此當須要線程間互斥的時候，最好是用mutex；當用進程間互斥的時候，用sem。歸結起來，mutex直接用到進程上，顯得無用； sem用到線程上，顯得多此一舉。

1.1 信號量API

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);

建立一個信號量，value值很重要，初始化信號量的爲value。

int sem_unlink(const char *name);

依據名字來銷燬信號量

sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);

打開一個已經存在的信號量

int sem_close(sem_t *sem);

關閉一個信號量，並非銷燬它，依舊存在於內核中，只是從當前進程中卸載。

int sem_wait(sem_t *sem);

sem的值爲0，就一直等待；不然就將sem的值-1

int sem_trywait(sem_t *sem);

sem的值爲0，就放棄等待，返回值EAGAIN；不然就將sem的值-1

int sem_post(sem_t *sem);

sem的值+1

int sem_getvalue(sem_t *sem, int *

若是返回成功，sval就是sem當前值；不然就獲取值出錯了

1.2 信號量互斥鎖的實現

信號量的互斥鎖的類爲SemMutex。

1.2.1 成員變量以下:

Sem mutex_; Sem實際上封裝了一個sem*指針，初始化爲SEM_FAILED

std::string name_; 信號量的名稱

1.2.2 實現的成員函數以下:

SemMutex(const char* name);

構造函數初始化Mutex的名稱

bool Create();

調用sem_open, 建立信號量, 重要的是信號量的計數初始化爲1

bool Destroy();

銷燬信號量

bool Open();

打開已經建立的信號量

bool IsOpen();

信號量是否已經打開，實際上判斷sem指針是否爲SEM_FAILED

bool Lock();

調用sem_wait, 若是信號量的值當前爲0，一直等待，表示已經佔用了鎖資源； 不然sem的值就-1

bool UnLock();

調用sem_post, 釋放鎖資源，sem的值+1

bool TryLock();

調用sem_trywait, 若是鎖資源已經佔用，sem的值爲0，就不用等待，直接返回EAGAIN。

int LockStatus();

獲取鎖的狀態， -1 ，錯誤，0 - 加鎖狀態，1 - 無鎖狀態；實際上其調用sem_getvalue來獲取sem的計數，來查看狀態的。 實際上，實現互斥信號量，就是實現一個2值信號量，信號量的值一直在0和1之間變化；1 的時候是無鎖狀態，不會阻塞；0的時候是加鎖狀態，就會阻塞。

1.3 信號量讀寫鎖的實現

信號量讀寫鎖的實現，須要一個Sem來記錄同時正在read的個數，以及一個SemMutex來實現互斥，其類爲RWSem。

其關鍵就是鎖狀態的斷定了。

p_mutex_->LockStatus == UNLOCK; 代表無鎖

p_mutex_->LockStatus == LOCK && p_read_->GetValue() == 0; 已經加了寫鎖, 即已經加鎖，可是讀鎖的個數爲0

p_mutex_->LockStatus == LOCK && p_read_->GetValue() > 0; 已經加了讀鎖, 即已經加鎖，可是讀鎖的個數>0

1.3.1 RWSem的成員變量:

SemMutex* p_mutex_; 實現讀寫互斥

Sem* p_read_; 記錄當前正在讀鎖的個數

1.3.2 RWSem的成員函數:

bool Create();

建立p_mutex_和p_read_

bool Destroy();

銷燬p_mutex_和p_read_

bool Open();

打開p_mutex_和p_read_

bool Close();

關閉p_mutex_和p_read_

bool WLock();

嘗試讀鎖，當讀鎖已經佔住了資源或者寫鎖站住資源，就會失敗；而無論哪一種鎖佔用了資源，p_mutex_的LockStatus都是鎖住狀態。 實現機制就是調用p_mutex_的Wait就OK了

bool TryWLock();

嘗試讀鎖，當讀鎖已經佔住了資源或者寫鎖站住資源，就會失敗；而無論哪一種鎖佔用了資源，p_mutex_的LockStatus都是鎖住狀態。 實現機制就是調用p_mutex_的TryWait就OK了

bool TryRLock();

當寫鎖佔住資源的時候，返回false

當寫鎖沒佔住資源而且讀鎖也沒佔住資源的時候， p_read_調用Post，讀鎖的個數+1， 而且調用p_mutex_->Wait(),

當寫鎖沒佔住資源而且讀鎖已經佔住資源的時候， p_read_調用Post， 讀鎖的個數+1, 不用調用p_mutex_->Wait(),不然會阻塞掉的。

bool RLock();

當寫鎖佔住資源的時候，調用p_mutex_->Wait(), 讓其阻塞

當寫鎖沒佔住資源而且讀鎖也沒佔住資源的時候， p_read_調用Post，讀鎖的個數+1， 而且調用p_mutex_->Wait(), 表示這個鎖資源已經被佔用

當寫鎖沒佔住資源而且讀鎖已經佔住資源的時候， p_read_調用Post， 讀鎖的個數+1, 不用調用p_mutex_->Wait(),不然會阻塞掉的。

bool UnLock();

當加的鎖爲讀鎖的時候，調用p_read_.Post(), 讀鎖的個數-1，若是讀鎖的個數減到0，就調用p_mutex_->Post(), 解除鎖資源的佔用

當加的是寫鎖的時候， 調用p_mutex_.Post(),

int LockStatus();

0 - 無鎖；1- 寫鎖；2-讀鎖

1.4 信號量讀寫實現源碼下載

rw_mutex爲信號量互斥鎖的實現以及rw_sem爲信號量讀寫鎖的實現

信號量互斥鎖的例子

信號量讀寫鎖的例子