程序中，有时存在一种特殊代码，最多只允许一个进程执行该部分代码。这部分区域，称为“临界区”
然而在多进程并发执行时，当一个进程进入临界区,我们可以使用信号量让别的进程不能进入。
信号量，是一种特殊的变量：只能对信号量执行P操作和V操作
注意：此指的“信号量”是指System V IPC的信号量，与线程所使用的信号量不同。该信号量，用于进程间通信。
我的简单理解：int num = 5；当我要进入“临界区”中的代码的时候，num --，当退出“临界区”的时候num++，
当我们要进入“临界区”的时候，num > 0，否则就阻塞
原型：int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
功能：获取一个已存在的、或创建一个新的信号量量，返回该信号量的标识符
参数：
返回值： 成功，则返回一个正数，失败, 返回返回-1
struct sembuf {
short sem_num; //信号量组中的编号（即指定对哪个信号量操作）
//semget实际是获取一组信号量
//如果只获取了一个信号量，则该成员取0
short sem_op; // -1, 表示P操作
// 1, 表示V操作
short sem_flg; // SEM_UNDO : 如果进程在终止时，没有释放信号量
// 如果不设置指定标志，应该设置为0则，自动释放该信号量
}
返回值： 失败， 返回-1,成功， 返回 0
原型：int semctl(int semid, int sem_num, int cmd, …);
功能：对信号量进行控制
参数：
注意：只能对信号量初始化一次，如果在各进程中，分别对该信号量进行初始化，则可能导致错误！
IPC_RMID 删除信号量
//参数4, 类型为：
union semun {
int val; // SETVAL命令要设置的值
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
}
注意：union semun类型要求自己定义有些Linux发行版在sys/sem.h中定义，有些发行版则没有定义。
可自定义如下：
#if defined(__GNU_LIBRARY__) && !defined(_SEM_SEMUN_UNDEFINED)
#else
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short int *array;
struct seminfo *__buf;
};
#endif
实例1：不使用信号量，并发执行多个进程，观察对临界区的访问。
main1.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i;
pid_t pd = fork();
for (i=0; i<5; i++) {
/* 模拟临界区----begin */
printf("Process(%d) In\n", getpid());
sleep(1);
printf("Process(%d) Out\n", getpid());
/* 模拟临界区----end */
sleep(1);
}
return 0;
}
现象：父子进程可以同时执行 ”临界区“
实例2：使用信号量，并发执行多个进程，观察对临界区的访问。main2.c (对main1.c改进)
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#if defined(__GNU_LIBRARY__) && !defined(_SEM_SEMUN_UNDEFINED)
#else
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short int *array;
struct seminfo *__buf;
};
#endif
static sem_initial(int semid)
{
int ret;
union semun semun;
semun.val = 1;// 把信号量置为1
ret = semctl(semid, 0, SETVAL, semun); // 设置信号量
if (ret == -1) {
fprintf(stderr, "semctl failed!\n");
}
return ret;
}
static int sem_p(int semid)
{
int ret;
struct sembuf sembuf;
sembuf.sem_op = -1;
sembuf.sem_num = 0;
sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
ret = semop(semid, &sembuf, 1);
if (ret == -1) {
fprintf(stderr, "sem_p failed!\n");
}
return ret;
}
static int sem_v(int semid)
{
int ret;
struct sembuf sembuf;
sembuf.sem_op = 1;
sembuf.sem_num = 0;
sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
ret = semop(semid, &sembuf, 1);
if (ret == -1) {
fprintf(stderr, "sem_v failed!\n");
}
return ret;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int i;
int ret;
int semid;
/* 获取信号量 */
semid = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);
if (semid == -1) {
printf("semget failed!\n");
exit(1);
}
/* 初始化信号量 */
if (argc > 1) {
ret = sem_initial(semid);
if (ret == -1) {
exit(1);
}
}
for (i=0; i<5; i++) {
// 先执行P操作
if (sem_p(semid) == -1) {
exit(1);
}
/* 模拟临界区----begin */
printf("Process(%d) In\n", getpid());
sleep(1);
printf("Process(%d) Out\n", getpid());
/* 模拟临界区----end */
// 再执行V操作
if (sem_v(semid) == -1) {
exit(1);
}
sleep(1);
}
/* 删除信号量 */
return 0;
}
两个终端都执行上面的程序,两个程序交替拿到信号量,则交替执行信号量之间的程序
信号量专治多进程
练习：