信号量是一个特殊的变量，一般取正数值。它的值代表允许访问的资源数目， 获取资源
时，需要对信号量的值进行原子减一，该操作被称为 P 操作。当信号量值为 0 时，代表没有
资源可用， P 操作会阻塞。释放资源时，需要对信号量的值进行原子加一，该操作被称为 V
操作。信号量主要用来同步进程。 信号量的值如果只取 0,1，将其称为二值信号量。如果信
号量的值大于 1，则称之为计数信号量。

        临界资源：同一时刻，只允许被一个进程或线程访问的资源
        临界区：访问临界资源的代码段

2.2信号量的使用

操作信号量接口介绍：

# include 
# include 
# include 
int semget(key_t key,int nsems,int semflg);
/*semget()创建或者获取已存在的信号量
*semget()成功返回信号量的ID，失败返回-1
*key :两个进程使用相同的key值，就可以使用同一个信号量
*nsems:内核维护的是一个信号量集，在新建信号量时，其指定信号量集中信号量的个数
semflg可选:IPC_CREAT IPC_EXCT
*/
int semop(int semid,struct sembuf*sops,unisgned nsops);
//semop()对信号量进行改变，做p操作或这v操作
//semop()成功返回0，失败返回-1
//struct sembuf
{unisgned short sem_num;//指定信号量集中的信号量下标short   sem_op;//其值为-1，代表p操作，其值为1，代表v操作short   sem_flg;//SEM_UNDO
}
int semctl (int semid,int semnum,int cmd,...);
/*
semctl() 控制信号量
semctl()成功返回0，失败返回-1
cmd选项:SETVAL IPC_RMID
SETVAL：用来把信号量初始化为一个已知的值。这个值通过union semun中的val成员设置。
其作用是在信号量第一次使用之前对它进行设置
IPC_RMID：用于删除一个已经无需继续使用的信号量标识符。
semtcl函数会根据command参数的不同而返回不同的值。对于SETVAL和IPC_RMID，成功是返回0，失败时返回-1.
*/

头文件sys/sem.h通常会依赖于另两个头文件sys/types.h和sys/ipc.h。一般情况下，它们都会呗sys/sem.h自动包含，因此不需要为它们明确添加相应的# include语句。

        例题：进程 a 和进程 b 模拟访问打印机，进程 a 输出第一个字符‘ a’表示开始使用打印
机，输出第二个字符‘ a’表示结束使用， b 进程操作与 a 进程相同。（由于打印机同一时刻
只能被一个进程使用，所以输出结果不应该出现 abab） ，如图所示：

 

 代码如下：

sem.h

#include 
union semun{int val;
};
void sem_init();//创建/或者已存在的信号量
void sem_p();//p 减一
void sem_v();//v 加一
void sem_destroy();//销毁

sem.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include "sem.h"
static int semid = -1;
void sem_init()//创建/或者已存在的信号量{semid = semget((key_t)1234,1,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600);if ( semid == -1 )//已存在{semid = semget((key_t)1234,1,0600);}else{union semun a;a.val = 1;//信号量的初始值if ( semctl(semid,0,SETVAL,a) == -1 ){perror("semctl error");}}}void sem_p()//p 减一{struct sembuf buf;buf.sem_num = 0;buf.sem_op = -1;//pbuf.sem_flg = SEM_UNDO;if ( semop(semid,&buf,1) == -1 ){perror("semop p error");}}void sem_v()//v 加一{struct sembuf buf;buf.sem_num = 0;buf.sem_op = 1;//vbuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if ( semop(semid,&buf,1) == -1 ){perror("semop v error");}}void sem_destroy()//销毁{if ( semctl(semid,0,IPC_RMID) == -1 ){perror("semctl del error");}}

a.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{sem_init();int i = 0;for( ;i < 10; i++ ){sem_p();printf("a");fflush(stdout);int n = rand() % 3;sleep(n);printf("a");fflush(stdout);sem_v();n = rand() % 3;sleep(n);}}

b.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{sem_init();int i = 0;for( ;i < 10; i++ ){sem_p();printf("b");fflush(stdout);int n = rand() % 3;sleep(n);printf("b");fflush(stdout);sem_v();n = rand() % 3;sleep(n);}}

执行结果：