Linux 信号量

一、什么是信号量？
1>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。
2>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。
3>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。

二、为什么要使用信号量
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。
那么这里问题来了，什么是临界资源？其实也很简单，临界资源就是一次只允许一个进程访问的资源，不允许多个进程同时进行访问。什么是临界区？他就是用来访问临界资源的代码片段。

三、SEM_UNDO
当操作信号量semop函数时，sem_flg可以设置SEM_UNDO标识；SEM_UNDO用于将修改的信号量值在进程正常退出（调用exit退出或main执行完）或异常退出（如段异常、除0异常、收到KILL信号等）时归还给信号量。

四、代码实现信号量
下面这段代码主要实现让父进程中打印AA，子进程中打印BB。利用信号量使得AA和BB之间不出现混叠。因为打印的内容都要输入到显示器上，要不混叠的话，显示器就是临界资源。最终我们从屏幕上就可以观察到结果

/*Makefile*/sem:comm.c sem.c    gcc -o $@ $^.PHONY:cleanclean:    rm -f sem/*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);#endif/*comm.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);}

最终我们可以在屏幕上看到这样的画面

这时候我们调用命令ipcs -s我们可以看见当前目录下信号量

在下一次调用sem的时候我们需要先将之前的信号量删除，调用ipcrm -s +所要删除信号量的semid