信号量编程简要实现

参考原文链接：https://blog.csdn.net/baidu_38621657/article/details/105724822
信号量（semaphore）与已经介绍过的 IPC 结构不同，它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于存储进程间通信数据。

1.特点
1.信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。
2.信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。
3每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。
4.支持信号量组。
2.原型及相关API
最简单的信号量是只能取 0 和 1 的变量，这也是信号量最常见的一种形式，叫做二值信号量（Binary Semaphore）。而可以取多个正整数的信号量被称为通用信号量。

Linux 下的信号量函数都是在通用的信号量数组上进行操作，而不是在一个单一的二值信号量上进行操作。

1 #include 
2 // 创建或获取一个信号量组：若成功返回信号量集ID，失败返回-1
3 int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
4 // 对信号量组进行操作，改变信号量的值：成功返回0，失败返回-1
5 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t numops);  
6 // 控制信号量的相关信息
7 int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, ...);

3.整个代码实现过程：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

union semun
{
        int val;    
        struct semid_ds *buf;    
        unsigned short *array;  
        struct seminfo *__buf;  
};

void pGetkey(int id)
{
        //int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
        struct sembuf set;
        set.sem_num = 0;
        set.sem_op = -1;
        set.sem_flg = SEM_UNDO;
        semop(id, &set, 1);
        printf("get the keyn");
}

void vPutBackkey(int id)
{
        struct sembuf set;
        set.sem_num = 0;
        set.sem_op = 1;
        set.sem_flg = SEM_UNDO;
        semop(id, &set, 1);
        printf("put back the keyn");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
        //int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
        int semid;
        int pid;
        key_t key;
        key = ftok(".", 5);
        if (key == -1){
                printf("get the key failuer!n");
        }
                          //1代表信号量集合中有一个信号量，引用现有的一个信号量集合，取0                
        semid = semget(key, 1, IPC_CREAT | 0666);  //创建获取信号量
        if (semid == -1){
                printf("not get semid!n");
                exit(-1);
        }

        //int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...),semctl()有3或4个参数，有4个参数时必须要使用来联合体
        union semun initsem;
        initsem.val = 0;  //将锁的数量设为一  
                    //操作第0个信号量
        semctl(semid, 0, SETVAL, initsem);  //初始化信号量
                       //SETVAL设置信号量的值，设为initsem  

        pid = fork();
        if (pid > 0){
                pGetkey(semid);  //去拿锁,注意对于父进程而言，拿锁必须得在printf之前，否则无法实现子进程比父进程先运行
                printf("this is the parent processn");
                vPutBackkey(semid);  //去放锁
                semctl(semid, 0, IPC_RMID);  //销毁锁
        }
        else if (pid == 0){
                printf("this is the child processn");
                vPutBackkey(semid); //因为在设置信号量状态时将锁的个数设为0，所以先调用子进程去放锁，然后父进程就回去拿锁最后再放锁
        }
        else {
                printf("fork failuer!n");
        }

        return 0;
}

在拿锁放锁操作过程中会用到semop()函数，其中涉及到对结构体struct sembuf xxx进行赋值设置，semctl()设置4个参数时，是可以对信号量进行初始化设置的，第三个参数通常为SETVAL，第四个参数会用到联合体union semun xxx里的变量，比如int val(锁的数量)；semctl()设置3个参数会对放回的锁进行销毁，避免造成内存资源的浪费。

信号量编程简要实现

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