SEM_WAIT

章节：Linux 程序员手册 (3)
更新：2010-02-25

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名字

sem_wait, sem_timedwait, sem_trywait - 锁定一个信号量

概要

#include <semaphore.h>

int sem_wait(sem_t *sem);

int sem_trywait(sem_t *sem);

int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);

与 -lrt 或 -pthread 一起链接。

glibc 需要特性测试宏(参看 feature_test_macros(7))：

sem_timedwait()：_POSIX_C_SOURCE >= 200112L || _XOPEN_SOURCE >= 600

描述

sem_wait() 递减(锁定)由 sem 指向的信号量。如果信号量的值大于零，那么递减被执行，并且函数立即返回。如果信号量的当前值是零，那么调用将阻塞到它可以执行递减操作为止(如信号量的值又增长超过零)，或者调用被信号打断。

sem_trywait() 与 sem_wait() 类似，只是如果递减不能立即执行，调用将返回错误(errno 设置为
EAGAIN)而不是阻塞。

sem_timedwait() 与 sem_wait() 类似，只不过 abs_timeout 指定一个阻塞的时间上限，如果调用因不能立即执行递减而要阻塞。abs_timeout 参数指向一个指定绝对超时时刻的结构，这个结果由自 Epoch，1970-01-01 00:00:00 +0000(UTC) 秒数和纳秒数构成。这个结构定义如下：

struct timespec {
    time_t tv_sec;        /* 秒 */
    long   tv_nsec;       /* 纳秒 */
};

如果调用时超时时刻已经到点，并且信号量不能立即锁定，那么 sem_timedwait() 将失败于超时(errno 设置为
ETIMEDOUT)。

如果操作能被立即执行，那么 sem_timedwait() 永远不会失败于超时错误，而不管 abs_timeout 的值。进一步说，abs_timeout 的验证在此时没有进行。

返回值

所有这些函数在成功时都返回 0；错误保持信号量值没有更改，-1 被返回，并设置 errno 来指明错误。

错误

EINTR

这个调用被信号处理器中断，参看 signal(7)。

EINVAL

sem 不是一个有效的信号量。

对 sem_trywait() 有如下额外的错误：

EAGAIN

操作不能执行而不阻塞(也就是说，信号量当前值是零)。

对 sem_timedwait() 有如下额外的错误：

EINVAL

abs_timeout.tv_nsecs 的值小于0，或者大于等于 100 百万。

ETIMEDOUT

调用在信号量锁定之前超时。

遵循于

POSIX.1-2001.

注意

信号处理器问题中断这些函数调用，无论在 sigaction(2) 里有没有使用标志
SA_RESTART，

示例

下面展示一个操作匿名信号量的小程序。这个程序期待两个命令行参数。第一个参数指定一个秒数，这个秒数将用于设置由通过 SIGALRM 产生的定时器秒数。这个信号的处理器执行
sem_post(3) 来递增一个信号量，这个信号量已经在
main() 函数里使用 sem_timedwait() 等待。第二个命令行参数指定调用 sem_timedwait() 超时的长度，以秒为单位。现在示例了这个程序两种不同运行情况：

$ ./a.out 2 3
About to call sem_timedwait()
sem_post() from handler
sem_getvalue() from handler; value = 1
sem_timedwait() succeeded
$ ./a.out 2 1
About to call sem_timedwait()
sem_timedwait() timed out

程序源码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

sem_t sem;

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

static void
handler(int sig)
{
    write(STDOUT_FILENO, "sem_post() from handler\n", 24);
    if (sem_post(&sem) == -1) {
        write(STDERR_FILENO, "sem_post() failed\n", 18);
        _exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    struct sigaction sa;
    struct timespec ts;
    int s;

    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <alarm-secs> <wait-secs>\n",
                argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (sem_init(&sem, 0, 0) == -1)
        handle_error("sem_init");

    /* 安置 SIGALRM 处理器；使用 argv[1] 设置警告时钟 */

    sa.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = 0;
    if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL) == -1)
        handle_error("sigaction");

    alarm(atoi(argv[1]));

    /* 计算相关的时刻，把当前时时加上 argv[2] 指定的秒数 */

    if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == -1)
        handle_error("clock_gettime");

    ts.tv_sec += atoi(argv[2]);

    printf("main() about to call sem_timedwait()\n");
    while ((s = sem_timedwait(&sem, &ts)) == -1 && errno == EINTR)
        continue;       /* Restart if interrupted by handler */

    /* 检查发生了什么 */

    if (s == -1) {
        if (errno == ETIMEDOUT)
            printf("sem_timedwait() timed out\n");
        else
            perror("sem_timedwait");
    } else
        printf("sem_timedwait() succeeded\n");

    exit((s == 0) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE);
}

参看

clock_gettime(2),
sem_getvalue(3),
sem_post(3),
sem_overview(7),
time(7)