Čo sú to semafory Linux?

V systéme Linux sú semafory synchronizačným primitívom používaným na reguláciu prístupu k zdieľaným zdrojom viacerými procesmi alebo vláknami. V podstate pôsobia ako počítadlá, ktoré sa dajú zvýšiť (pomocou `SEM_POST`) a znížené (pomocou` SEM_WAIT`). Tieto operácie sú atómové, čo znamená, že sú neprerušiteľné a zaručujú konzistentnosť.

Tu je rozdelenie ich kľúčových charakteristík a využívania:

* Synchronizačný mechanizmus: Semafory bránia rasovým podmienkam, kde viac procesov, ktoré sa snažia získať prístup k rovnakému zdroju súčasne, môžu viesť k nepredvídateľným a nesprávnym výsledkom. Vynútia kontrolovaný príkaz na prístup.

* Hodnota počítadla: Semaphore si zachováva nezápornú celočíselnú hodnotu. Táto hodnota predstavuje počet dostupných zdrojov alebo povolení.

* `SEM_WAIT ()` (alebo `SEM_TRYWAIT ()`): Táto operácia znižuje hodnotu semaforu. Ak je hodnota vyššia ako nula, je znížená a proces pokračuje. Ak je hodnota nula, proces sa blokuje (čaká), až kým sa hodnota semaforu nestane väčšia ako nula (ďalší proces ju zvyšuje pomocou `SEM_POST`). `SEM_TRYWAIT ()` je neohrabávajúca verzia; Vráti chybu, ak je hodnota semaforu nula.

* `SEM_POST ()`: Táto operácia zvyšuje hodnotu semaforu. Ak je proces zablokovaný čakajúci na semafor, jeden z procesov čakania sa prebudí.

* typy: Linux poskytuje pomenované a nemenované semafory.

* nemenované semafory: Tieto sa vytvárajú pomocou `SEM_INIT ()` a sú prístupné iba v rámci procesu alebo skupiny vlákien, kde boli vytvorené. Zvyčajne sa používajú na synchronizáciu v rámci jedného procesu.

* pomenované semafory: Tieto sa vytvárajú pomocou `SEM_OPEN ()` a existujú v zdieľanej pamäti systému. Prístup k nim majú prístup viacerými procesmi, ktoré umožňujú komunikáciu medzi procesmi (IPC). Pomenované semafory sú identifikované jedinečným názvom.

* binárne semafory: Semafor s maximálnou hodnotou 1 sa často nazýva binárny semafor. Pôsobí ako zámok mutex (vzájomné vylúčenie), čo umožňuje iba jednému procesu prístup k zdieľanému zdroju súčasne.

* Počítanie semaforov: Semafor s hodnotou vyššou ako 1 je počítanie semafor. Môže predstavovať viac inštancií zdroja, čo umožňuje viacerým procesom prístup k zdroju súčasne až po hodnotu semaforu.

Príklad (koncepčný):

Predstavte si tlačiareň zdieľanú viacerými procesmi. Na riadenie prístupu by sa mohla použiť semafor počítania:

1. Inicializácia: Semafor je inicializovaný na počet tlačiarní (napr. 3).

2. Proces 1 chce tlačiť: Volá `SEM_WAIT ()`. Hodnota semaforu sa znižuje (3 sa stáva 2) a proces pokračuje v tlači.

3. Proces 2 chce tlačiť: Volá `SEM_WAIT ()`. Hodnota semaforu sa znižuje (2 sa stáva 1) a proces pokračuje v tlači.

4. Proces 3 chce tlačiť: Volá `SEM_WAIT ()`. Hodnota semaforu sa znižuje (1 sa stáva 0) a proces pokračuje v tlači.

5. Proces 4 chce tlačiť: Volá `SEM_WAIT ()`. Hodnota semaforu je 0, takže proces blokuje, až kým nebude k dispozícii tlačiareň.

6. Proces 1 Dokončí tlač: Volá `SEM_POST ()`. Hodnota semaforu sa zvyšuje (0 sa stáva 1) a proces 4 sa prebudí.

Kľúčové knižnice: V systéme Linux sú semafory zvyčajne prístupné pomocou semaforových funkcií POSIX deklarované v ``. Upozorňujeme, že špecifická implementácia sa môže mierne líšiť medzi rôznymi systémami podobnými UNIX.

• Predchádzajúca strana: Aký je rozdiel medzi verziami mincovne Linux? 
• Ďalšia strana: Ako sa volá prevádzková služba pre Linux DNS?