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什么是信号量

信号量的本质是一种数据操作锁、用来负责数据操作过程中的互斥、同步等功能，信号量用来管理临界资源的，它本身只是一种外部资源的标识、不具有数据交换功能，而是通过控制其他的通信资源实现进程间通信，信号量就相当于是一个计数器。当有进程对它所管理的资源进行请求时，进程先要读取信号量的值，大于0，资源可以请求，等于0，资源不可以用，这时进程会进入睡眠状态直至资源可用。当一个进程不再使用资源时，信号量+1(对应的操作称为V操作)，反之当有进程使用资源时，信号量-1(对应的操作为P操作)。对信号量的值操作均具有原子性。

一般说来，为了获得共享资源，进程需要执行下列操作：
（1） 测试控制该资源的信号量。
（2） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将信号量减1。
（3） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。
（4） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。如果此时有进程正在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。

为什么要用信号量

使用信号量为了防止多个进程在访问临界资源为引发的问题。信号量可以协调进程对临界资源的访问，也就是用来临界区的。任一时刻只能有一个进程进入临界区。

LINUX 下定义信号量

是一个集合，所以用结构体

struct semaphore {spinlock_t     lock;unsigned int   count;struct list_head   wait_list;
};

其工作原理

信号量只能进行两种操作等待和发送信号，即P(sv)和V(sv),他们的行为是这样的：
P(sv)：如果sv的值大于零，就给它减1；如果它的值为零，就挂起该进程的执行 。
V(sv)：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而挂起，就给它加1.

代码

comm.h
#ifndef _COMM_H
#define _COMM_H#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<string.h>
#include<sys/sem.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<stdlib.h>#define PATHNAME "."
#define PROJ_ID 6666union SemNo
{int val;struct semid_ds* buf;unsigned short* array;struct seminfo* _buf;
};int CreateSemSet(int nums);
int GetSemSet();
int InitSemSet(int semid, int nums);
int P(int semid);
int V(int semid);
int DestorySemSet(int semid);#endifcomm.c
#include"comm.h"
int CommSemSet(int flags, int nums)
{key_t _k=ftok(PATHNAME, PROJ_ID);if(_k < 0){perror("ftok");sleep(3);return -1;}int semid = semget(_k, nums, flags);if(semid < 0){perror("semget");sleep(3);return -2;}return semid;
}
int CreateSemSet(int nums)
{return CommSemSet(IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666, nums);
}
int GetSemSet()
{return CommSemSet(0, 0);
}
int InitSemSet(int semid,int nums)
{union SemNo _SenNo;_SenNo.val=1;if(semctl(semid,nums,SETVAL,_SenNo)<0){perror("semctl");sleep(3);return -1;}return 0;
}
int CommPV(int semid ,int nums, int flags)
{struct sembuf _sf[1];_sf[0].sem_op=flags;_sf[0].sem_num=nums;if(semop(semid, _sf, 1) < 0){perror("semop");sleep(3);return -1;}return 0;
}
int P(int semid)
{return CommPV(semid, 0, -1);
}
int V(int semid)
{return CommPV(semid, 0 ,1);
}
int DestorySemSet(int semid)
{if(semctl(semid, 0, IPC_RMID) < 0){perror("semctl");sleep(3);return -1;}return 0;
}sem.c
#include"comm.h"int main()
{int semid = CreateSemSet(1);InitSemSet(semid,0);pid_t id = fork();if(id == 0) {int semid = GetSemSet();while(1){P(semid);printf("A");fflush(stdout);usleep(20000);printf("A\n");fflush(stdout);usleep(30000);V(semid);}}else{while(1){P(semid);printf("B");fflush(stdout);usleep(30000);printf("B\n");fflush(stdout);usleep(20000);V(semid);}}DestorySemSet(semid);
}