POSIXは、さまざまなアプリケーションの移植性を支援するために開発されたIEEE標準であるOSのポータブルインターフェイスを指します。 POSIXは、ベンダーの協力により、UNIXの一般的な標準化バージョンを構築するための取り組みです。効果的であれば、ハードウェアプラットフォーム間でのアプリの移植が容易になります。 Hewlett-Packardは、POSIXをライセンス供与されたMPE / iXOSバージョン5.0およびHP / UXXバージョン10.0（UNIX）にそれぞれ統合しています。
POSIX標準には10をはるかに超える部分がありますが、2つは簡単に入手できます。 POSIX.1は、ファイル、プロシージャ、およびI / O端末用のCプログラミングインターフェイス（つまり、システムコールライブラリ）について説明しています。 POSIXプラットフォーム用のCPOSIXパッケージライブラリは、C標準ライブラリのフレームワークです。これは、標準のANSI Cと同時に確立されます。POSIXを標準のCに準拠させるために、いくつかの試みが行われました。 POSIXは、標準Cで実装されている機能に追加機能を提供します。
POSIXセマフォ
セマフォは、プロセスを同期し、スレッドが相互に作用することなくスレッドを支援して一緒に動作するためによく使用されるデータ構造です。セマフォのインターフェースは、POSIX標準で指定されています。これはPthreadの一部ではありません。ただし、PthreadをサポートするほとんどのUNIXは、セマフォも提供します。 LinuxのようなUnixライクなフレームワークでは、セマフォはプロセス間通信（IPC）サービスの下のメッセージキューおよび共通メモリとマージされます。古いフレームワークのVセマフォと最新のPOSIXセマフォは、2種類のセマフォになります。 POSIXセマフォの呼び出しは、SystemVSemaphoreの呼び出しよりもはるかに簡単です。ただし、System Vセマフォは、特に初期のUnixライクなプラットフォームでは簡単に入手できます。 POSIXセマフォを使用してプログラムをPthreadライブラリに接続する必要があります。この記事では、POSIXセマフォを見ていきます。
なぜPOSIXセマフォなのか？
スレッドの周りには、競合状態という大きな問題があります。これは、2つのスレッドが同じ情報を取得して変更しようとし、それによって競合する状況です。競合状態を回避するために、私たちは非常に長い間セマフォを使用してきました。
セマフォには2種類あります。
バイナリセマフォ ：
ミューテックスロックとしても認識されます。可能な値は0と1の2つだけです。値は1として初期化されます。これは、深刻なセクションの問題を解決するために多数のプロセスを実施するために使用されています。
セマフォを数える ：
そのサイズは、無制限のドメイン間で異なる可能性があります。多数のインスタンスのリソースへのアクセスに対する権限を持つために使用されています。
Linux POSIXフレームワークには、統合されたセマフォリポジトリがあります。それを使用するには、次のことを行う必要があります。
- semaphore.hを追加します
- -lpthread -lrtで接続して、コードを積み上げます。
ほとんどすべてのPOSIXセマフォのメソッドとフォームは、「Semaphore.h」でプロトタイプ化または指定されています。セマフォを使用して、エンティティまたはオブジェクトを次のように記述します。
>>sem_t sem_name;POSIXセマフォで使用するさまざまな関数を次に示します。
Sem_init
セマフォを初期化するには、sem_initメソッドを使用する必要があります。この関数では、semは初期化されたセマフォオブジェクトに対応します。 Psharedは、セマフォをforked（）プロシージャと共有できるかどうかを指定するバナーまたはフラグです。共有セマフォは現在、LinuxThreadsによって支えられていません。引数値は、セマフォが固定される開始値です。
>> intsem_init（（sem_t*sem、 intpshared、 署名なし int価値）。;Sem_wait
sem-waitメソッドを使用して、セマフォを保持/ロックするか、待機させます。セマフォに負の値が指定されている場合、呼び出しサイクルは自動的にブロックされます。他のスレッドがsem_postを呼び出すたびに、すでに詰まっているプロセスの1つが起動します。
>> intsem_wait（（sem_t*sem）。;Sem_post
セマフォの値を増やすためにsem_postメソッドを使用します。呼び出すと、sem_postは値をインクリメントし、すでに詰まっているプロセスまたは待機中のプロセスの1つが起動します。
>> intsem_post（（sem_t*sem）。;Sem_getvalue
セマフォの値について知りたい場合は、以下のsem_getvalue関数を使用する必要があります。セマフォの現在値を取得し、valpが指す宛先に配置されます。
>>Int sem_getvalue（（sem_t*sem、 int *子犬）。;Sem_destroy
セマフォを破棄する場合は、sem_destroyメソッドを使用する必要があります。セマフォの終了を続行する場合、セマフォで待機しているスレッドはありません。
>>Int sem_destroy（（sem_t*sem）。;GCCユーティリティをインストールします
POSIXセマフォCコードをコンパイルするには、Linuxシステムにgccユーティリティがインストールされている必要があります。このためには、コマンドターミナルを開いて、以下のコマンドを試してください。
$sudo apt-get install gcc 
を押してアクションを確認します と 。
UbuntuでのCプログラミングによるPOSIXセマフォの実装
最初に、Ubuntu20.04システムで拡張子が.cppの新しいファイルを作成する必要があります。このためには、ホームディレクトリに移動して、new.cppという名前の新しい空のファイルを作成する必要があります。コマンド端末のtouchコマンドで作成することもできます。
new.cppファイルがホームディレクトリに作成されていることがわかります。
.cppファイルを作成したら、Linuxシステムでテキストエディターとして開き、このファイルに以下のコードをそのまま記述します。その後、保存して閉じます。
Ubuntu20.04でPOSIXセマフォCプログラムを実行します
Ubuntu 20.04でターミナルを開き、以下のgccコマンドに続けてファイル名を実行します。
$gccfilename.c –lpthread –lrt 
2つのスレッドが形成され、一方はもう一方の2秒後に形成されます。ボルトを受け取った後、最初のスレッドは4秒間スリープします。したがって、呼び出された後、2番目のスレッドは直接結合せず、呼び出されてから4-2 = 2秒後に表示されます。出力は次のとおりです。
セマフォを使用していなかった場合、コンテキストスイッチングによると、結果は次のようになっている可能性があります。
結論
このガイドでは、Ubuntu20でのCプログラミングでのPOSIXSemaphoreの使用の詳細な概要を説明しました。特定のCコード全体でPOSIXまたはPthreadライブラリを使用するだけで、POSIXセマフォを非常に簡単に使用して、コーディング中の競合状態を防ぐことができます。