进程间通讯：信号量

一、与信号量有关的几个知识点

 临界资源：同一时刻，只能被一个进程访问的资源 临界区：访问临界资源的代码区 原子操作：任何情况下都不能被打断的操作 内核对象：对通讯值的记录，类似管道

二、信号量的实质和作用

信号量的实质是记录资源同时能被多少个进程访问，作用于进程间的同步控制，不同于锁，它可以有N个有限值。
举个例子，信号量类似一个停车场，而锁类似停车场中的一个停车位，当车辆进入停车场时，停车位数量减一，但是在有其它空余停车位时，车辆依然可以进入停车场。而一个停车位有车辆时，其它车辆不可以进入这个停车位。
总的来说，信号量的通讯信息是资源的可访问数量，不同于管道的数据。

三、信号量的操作

1. 创建或获取：Int semget((key_t)key, int nsems, int flag);

Key是键值，是一个唯一的非零整数，类似于一个“身份证号”，其它进程通过这个“身份证号”来使用这组信号量；Nsems 用来确定内核创建的信号量数组大小；Flag 用来确定操作和权限，可以通过与上PC_CREAT在不存在该信号量时创建，存在时获取；返回值：非零的信号量标识符，其它函数根据信号量标识符来操作，而非键值；

栗子：int sem_id = semget( (key_t)1234, 1, 0666|IPC_CREAT );

2. P/V操作：int semop( int semid , struct sembuf * buf , int lenth);

Semid: semget返回的信号量标识符struct sembuf * buf：一个结构体    struct sembuf    {          Short sem_num;//除非使用一组信号量，否则它为0           short sem_op;//信号量在一次操作中需要改变的数据，通常是两个数，                        一个是-1,即P（等待）操作,//一个是+1，即V（发送信号）操作。          shortsem_flg;//通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号    };

3. 初始化和删除：int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, uniousemun);

 Semid: semget返回的信号量标识符 sem_num:信号量数组的下标，如果只有一个元素，则为零command：操作，SETVAL为初始化，IPC_RMID为删除uniou semun：在初始化时，需要用到            unionsemun             {                int val; //初始化资源的个数               struct semid_ds *buf;                unsigned short *arry;             }; 

四、通过一个简单实例来掌握信号量，进程A负责读取键盘输入，直到读取“OK”，进程B打印出100以内的素数。

需要注意的是，在多个进程之间使用信号量通讯，可以将P操作之后的代码认为是临界区，即P操作不是简单的减一，而是要理解为：

如果能做P操作之后临界区的事件，那么减一，否则等待

sem.h 为头文件
sem.c 将信号量操作进行了简单的封装
maina.c和mainb.c是一个简单的示例：
maina读取键盘输入，直到输入OK，mainb打印100以内的素数

sem.h:

#ifndef _SEM_H#define _SEM_H#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <assert.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>int semid;union semun{    int val;    //struct semid_ds *buf;    //unsigned short * arry;};void sem_get(int key,int len,int val);void sem_p();void sem_v();void sem_del();#endif

sem.c:

#include "sem.h"void sem_get(int key,int len,int val){    semid = semget((key_t)key,len,0666);    if(semid == -1)    {        semid = semget((key_t)key,len,0666|IPC_CREAT);        assert(semid != -1);        union semun v;        v.val = val;        if(semctl(semid,0,SETVAL,v)==-1)        {            perror("error");            exit(0);        }    }}void sem_p(){    struct sembuf sem;    sem.sem_num = 0;    sem.sem_op = -1;    sem.sem_flg = SEM_UNDO;    if(semop(semid, &sem, 1)==-1)    {        perror("perror");        exit(0);    }}void sem_v(){    struct sembuf sem;    sem.sem_num = 0;    sem.sem_op = 1;    sem.sem_flg = SEM_UNDO;    if(semop(semid, &sem, 1)==-1)    {        perror("perror");        exit(0);    }}void sem_del(){    if(semctl(semid,0,IPC_RMID)==-1)    {        perror("delperror");        exit(0);    }}

进程A：

#include "sem.h"int main(){    sem_get(111,1,0);    while(1)    {        char buff[128]={0};        fgets(buff,127,stdin);        if(strncmp(buff,"ok",2)==0)        {            sem_v();            break;        }    }    sem_del();    return 0;}

进程B：

#include "sem.h"void prime(){    int i,j;    for(i=2;i<=100;i++)    {        for(j=2;j<=i-1;j++)        {            if(i%j==0)                break;        }        if(j>=i)          printf("%d\n",i);    }}int main(){    sem_get(111,1,0);    sem_p();    prime();    return 0;}