简单来讲，信号量是一个用来描述临界资源的资源个数的计数器。信号量的本质是一种数据操作锁，它本身不具有数据交换的功能，而是通过控制其他的通信资源（文件、外部设备等）来实现进程间通信，他本身更只是一种外部资源的标识。信号量在此过程中负责数据操作的同步、互斥等功能。 当请求 一个使用信号量来表示 的资源时，进程需要先读取信号量的值来判断资源是否可用。大于0，资源可以请求；等于0，无资源可用，进程会进入睡眠状态直至资源可用。在Linux系统中可以通过 【ipcs -s】的命令查看信号量，通过【rmipc -s 信号量】删除指定的信号量。
1.信号量创建 函数原型如下：
int semget（key_t key,int nsems,int semflg）; 其中： key：信号量键值，可以理解为信号量的唯一性标记； num_sems：信号量的数目，一般为1； sem_flags：标志位IPC_CREATE和IPC_EXCL； IPC_CREATE表示若信号量已存在，返回该信号量标识符； IPC_EXCL表示若信号量已存在，返回错误；返回值：成功相应的信号量标识符，失败返回-1
2.修改信号值 函数原型如下：
int semop(int sem_id,struct sembuf *sem_opa,size_t num_sem_ops); 其中： sem_id：信号量标识符，即semget函数的返回值； sem_opa：结构如下 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。 short sem_flg;//通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号， //并在进程没有释放该信号量而终止时，操作系统释放信号量 }; num_sem_ops：指的是结构数组的元素个数；返回值：失败返回-1
3.信号量控制 函数原型如下：
int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, ...); 其中： sem_id：信号量标识符，即semget函数的返回值； sem_num：信号量的下标，从0开始。； command：具体的操作命令，有SETVAL（设置初值）、IPC_RMID（移除信号量； 可变参数：它是一个union semun结构，包含的成员如下： union semun { int val; struct semid_ds *buf; usigned short *array; }一般只使用val这个成员，来为信号量赋初值。当信号量值为0时，进程会阻塞运行。返回值：失败返回-1
4.示例代码 封装API函数：
sem.h： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/sem.h> struct semun { int val; }; int sem_init(int key); void sem_p(int sem_id); void sem_v(int sem_id); void sem_destroy(int sem_id); sem.c： #include "sem.h" int sem_init(int key) { int semid; semid = semget((key_t)key,1,IPC_CREAT | IPC_EXCL| 0600); if(semid == -1){ printf("semget error"); return -1; } union semun a;//a传值 a.val = 1; if(semctl(semid,0,SETVAL,a)==-1){//0代表信号量下表 perror("semctl init error"); return -1; } retrun semid; } void sem_p(int sem_id) { struct sembuf buf; buf.sem_num = 0;//信号量下标 buf.sem_op = -1;//p操作 buf.sem_flg = SEM_UNDO; if(semop(sem_id,&buf,1)==-1) { perror("p error"); } } void sem_v(int sem_id) { struct sembuf buf; buf.sem_num = 0; buf.sem_op = 1; buf.sem_flg = SEM_UNDO; //设置在进程出现错误时信号量值自动恢复，防止一个进程占着信号量 if(semop(sem_id,&buf,1)==-1){ //1表示操作数，sembuf的数量 perror("v error"); } } void sem_destroy(int sem_id) { if(semctl(sem_id,0,IPC_RMID)==-1){ //0代表信号量集 perror("semctl destroy error"); } }示例进程A：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include <unistd.h> #include "sem.h" int main(void) { int sem_id = sem_init(214); if(sem_id == -1) return -1; int i = 0; for(;i<10;++i) { sem_p(sem_id ); printf("A\n"); int n = rand()%3; sleep(n); printf("A\n"); sem_v(sem_id ); n = rand()%3; sleep(n); } return 0; }示例进程B：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> #include <unistd.h> #include "sem.h" int main(void) { int sem_id = sem_init(214); if(sem_id == -1) return -1; int i = 0; for(;i<10;++i){ sem_p(sem_id); printf("B\n"); int n = rand()%3; sleep(n); printf("B\n"); sem_v(sem_id); n = rand()%3;//产生随机睡眠时间 sleep(n); } sleep(10); sem_destroy(sem_id); return 0; }