СЕМАФОРЫ
Рассматриваемые в данном разделе средства позволяют процессам взаимодействовать, изменяя значения объектов, называемых семафорами. Значение семафора - это целое число в диапазоне от 0 до 32767. Поскольку во многих приложениях требуется более одного семафора, ОС UNIX предоставляет возможность создавать множества семафоров. Их максимальный размер ограничен системным параметром SEMMSL. Множества семафоров создаются при помощи системного вызова semget(2).
Процесс, выполнивший системный вызов semget(2), становится владельцем/создателем множества семафоров. Он определяет, сколько будет семафоров в множестве; кроме того, он специфицирует первоначальные права на выполнение операций над множеством для всех процессов, включая себя. Впоследствии данный процесс может уступить право собственности или изменить права на операции при помощи системного вызова semctl(2), предназначенного для управления семафорами, однако на протяжении всего времени существования множества семафоров создатель остается создателем. Другие процессы, обладающие соответствующими правами, для выполнения прочих управляющих действий также могут использовать системный вызов semctl(2).
Над каждым семафором, принадлежащим множеству, при помощи системного вызова semop(2) можно выполнить любую из трех операций:
- Увеличить значение.
- Уменьшить значение.
- Дождаться обнуления.
Для выполнения первых двух операций у процесса должно быть право на изменение, для выполнения третьей достаточно права на чтение. Чтобы увеличить значение семафора, системному вызову semop(2) следует передать требуемое число. Чтобы уменьшить значение семафора, нужно передать требуемое число, взятое с обратным знаком; если результат получается отрицательным, операция не может быть успешно выполнена. Для третьей операции нужно передать 0; если текущее значение семафора отлично от нуля, операция не может быть успешно выполнена.
Операции могут снабжаться флагами. Флаг SEM_UNDO означает, что операция выполняется в проверочном режиме, то есть требуется только узнать, можно ли успешно выполнить данную операцию.
При отсутствии флага IPC_NOWAIT системный вызов semop(2) может быть приостановлен до тех пор, пока значение семафора, благодаря действиям другого процесса, не позволит успешно завершить операцию (ликвидация множества семафоров также приведет к завершению системного вызова). Подобные операции называются "операциями с блокировкой". С другой стороны, если обработка завершается неудачей и не указано, что выполнение процесса должно быть приостановлено, операция над семафором называется "операцией без блокировки".
Системный вызов semop(2) оперирует не с отдельным семафором, а с множеством семафоров, применяя к нему "массив операций". Массив содержит информацию о том, с какими семафорами нужно оперировать и каким образом. Выполнение массива операций с точки зрения пользовательского процесса является неделимым действием. Это значит, во-первых, что получается отрицательным, операция не может быть успешно выполнена. Для третьей операции нужно передать 0; если текущее значение семафора отлично от нуля, операция не может быть успешно выполнена.
Операционная система, разумеется, выполняет операции из массива по очереди, причем порядок не оговаривается. Если очередная операция не может быть выполнена, то эффект предыдущих операций аннулируется. Если таковой оказалась операция с блокировкой, выполнение системного вызова приостанавливается. Если неудачу потерпела операция без блокировки, системный вызов немедленно завершается, возвращая значение -1 как признак ошибки, а внешней переменной errno присваивается код ошибки.
