一 信号量的基本概念
信号量：它是一个特殊变量，只允许对它进行等待和发送信号这两种操作。
假设有一个信号量变量sv
P(sv)：用于等待,如果sv的值大于零，就给它减去1，如果它的值等于零，就挂起该进程的执行。
V(sv)：用于发送信号，如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，如果没有进程因等待sv而被挂起，就给它加1
二 信号量的相关函数
#include <sys/sem.h>
//semctl函数的作用是用来直接控制信号量信息
int
semctl(
int
sem_id,
//由semget返回的信号量标识符
int
sem_num,
//是信号量编号，当需要用到成组的信号量时，就要用到这个参数，它一般取值为0，表示这是第一个也是唯一的信号量
int
command,
//是将要采取的动作
...
//它将会是一个union semun结构
);
//semget函数的作用是创建一个新信号量或取得一个已有信号量的键。
int
semget(key_t key,
//key是整数值，不相关的进程可以通过它访问同一个信号量
int
num_sems,
//指定需要的信号量数目，几乎总是取值为1
int
sem_flags
//是一组标志，与open函数的标志非常相似
);
//在成功时返回一个正数（非零）值，它就是其他信号量函数将用到的信号量标识符，如果失败，则返回-1
//semop函数用于改变信号量的值
int
semop(
int
sem_id,
//由semget返回的信号量标识符
struct
sembuf *sem_ops,
//指向一个
sembuf
结构数组的指针
size_t num_sem_ops
//信号操作结构的数量，恒大于或等于1
);
semun包含于semun.h头文件中
union semun{
int
val;
//SETVAL所设置的信号量集中的一个信号量的值
struct
semid_ds *
buf;
//IPC_STAT,IPC_SET存储的数据
unsigned
short
*
array;
//GETALL, SETALL返回值的数组
}
semop函数中的sembuf结构体
struct
sembuf{
short
sem_num;
//信号量编号，除非需要使用一组信号量，否则它的取值一般为0
short
sem_op;
//是信号量在一次操作中需要改变的数值，通常只会用到两个值，一个是-1，也就是P操作，它等待信号量变为己用；一个是+1，也就是V操作，它发送信号表示信号量现在已可用
short
sem_flg;
//通常设置为SEM_UNDO,它将使得操作系统跟踪当前进程对这个信号量的修改情况
}
semctl中第三个参数command取值如下：
·IPC_STAT：读取一个信号量集的数据结构semid_ds，并将其存储在semun中的buf参数中。
·IPC_SET：设置信号量集的数据结构semid_ds中的元素ipc_perm，其值取自semun中的buf参数。
·IPC_RMID：将信号量集从内存中删除。
·GETALL：用于读取信号量集中的所有信号量的值。
·GETNCNT：返回正在等待资源的进程数目。
·GETPID：返回最后一个执行semop操作的进程的PID。
·GETVAL：返回信号量集中的一个单个的信号量的值。
·GETZCNT：返回这在等待完全空闲的资源的进程数目。
·SETALL：设置信号量集中的所有的信号量的值。
·SETVAL：设置信号量集中的一个单独的信号量的值。
三 例子
#include <unistd.h>
#include
<stdlib.h>
#include
<stdio.h>
#include
<sys/sem.h>
#include
"
semun.h
"
static
int
set_semvalue(
void
);
static
void
del_semvalue(
void
);
static
int
semaphore_p(
void
);
static
int
semaphore_v(
void
);
static
int
sem_id;
int
main(
int
argc,
char
*
argv[]){
int
i;
int
pause_time;
char
op_char=
'
0
'
; srand((unsigned
int
)getpid()); sem_id
=semget((key_t)
1234
,
1
,
0666
|
IPC_CREAT);
if
(argc>
1
){
if
(!
set_semvalue()){ fprintf(stderr,
"
Failed to initialize semaphore\n
"
); exit(EXIT_FAILURE); } op_char
=
'
X
'
; sleep(
2
); }
//
进入和离开临界区域10次，在每次循环的开始，首先调用semaphore函数，它在程序进入临界区域时设置信号量以等待进入
for
(i=
0
;i<
10
;i++
){
if
(!
semaphore_p()){ exit(EXIT_FAILURE); } printf(
"
%c
"
,op_char); fflush(stdout); pause_time
=rand()%
3
; sleep(pause_time); printf(
"
%c
"
,op_char); fflush(stdout);
//
临界区域之后，调用semaphore_v来将信号量设置为可用，然后等待一段随机时间，再进入下一次循环。在整个循环语句执行完毕后，调用del_semvalue函数来清理代码
if
(!
semaphore_v()){ exit(EXIT_FAILURE); } pause_time
=rand()%
2
; sleep(pause_time); } printf(
"
\n%d - finished\n
"
,getpid());
if
(argc>
1
){ sleep(
5
); del_semvalue(); } exit(EXIT_SUCCESS); }
//
函数set_semvalue通过将semct1调用的command参数设置为SETVAL来初始化信号量
static
int
set_semvalue(
void
){ union semun sem_union; sem_union.val
=
1
;
if
(semctl(sem_id,
0
,SETVAL,sem_union)==-
1
){
return
0
; }
return
1
; }
static
void
del_semvalue(
void
){ union semun sem_union;
if
(semctl(sem_id,
0
,IPC_RMID,sem_union)==-
1
){ fprintf(stderr,
"
Failed to delete semaphore
"
); } }
//
semaphore_p对信号量做减1操作（等待）
static
int
semaphore_p(
void
){
struct
sembuf sem_b; sem_b.sem_num
=
0
; sem_b.sem_op
=-
1
; sem_b.sem_flg
=
SEM_UNDO;
if
(semop(sem_id,&sem_b,
1
)==-
1
){ fprintf(stderr,
"
semaphore_p failed\n
"
);
return
0
; }
return
1
; }
//
semaphore_v将sembuf结构中的sem_op设置为1，释放操作
static
int
semaphore_v(
void
){
struct
sembuf sem_b; sem_b.sem_num
=
0
; sem_b.sem_op
=
1
; sem_b.sem_flg
=
SEM_UNDO;
if
(semop(sem_id,&sem_b,
1
)==-
1
){ fprintf(stderr,
"
semaphore_v failed\n
"
);
return
0
; }
return
1
; }
