信號量的實現

信號量的本質是種數據操做鎖，它本不具備數據交換的功能，是經過控制其餘的通訊資源（件，外部設備）來實現進程間通訊， 它本只是種外部資源的標識。信號量在此過程當中負責數據操做的互斥、同步等功能。

當請求個使信號量來表的資源時，進程須要先讀取信號量的值來判斷資源是否可。於0，資源能夠請求，等於0，資源可，進程會進睡眠狀態直資源可。 當進程再也不使個信號量控制的共享資源時，信號量的值+1，對信號量的值進的增減 操做均爲原操做，這是因爲信號量主要的做是維護資源的互斥或多進程的同步訪問。 在信號量的建立及初始化上，不能保證操做均爲原性。

1、爲何要使信號量
爲了防出現因多個程序同時訪問個共享資源引起的系列問題，咱們須要種法， 它能夠經過成並使令牌來受權，在任時刻只能有個執線程訪問代碼的臨界區域。 臨界區域是指執數據更新的代碼須要獨佔式地執。信號量就能夠提供這樣的種訪 問機制，讓個臨界區同時間只有個線程在訪問它， 也就是說信號量是來調協進程 對共享資源的訪問的。其中共享內存的使就要到信號量。

2、信號量的做原理

因爲信號量只能進兩種操做等待和發送信號，即P(sv)和V(sv),他們的爲是這樣的：
P(sv)：若是sv的值於零，就給它減1；若是它的值爲零，就掛起該進程的執
V(sv)：若是有其餘進程因等待sv被掛起，就讓它恢復運，若是沒有進程因等待sv掛 起，就給它加1. 舉個例，就是兩個進程共享信號量sv，旦其中個進程執了P(sv)操做，它將獲得信號 量，並能夠進臨界區，使sv減1。第個進程將被阻進臨界區，由於當它試圖執
P(sv)時， sv爲0，它會被掛起以等待第個進程離開臨界區域並執V(sv)釋放信號量，這時 第個進程就能夠恢復執。

三 、Linux的信號量機制
Linux提供了組精設計的信號量接來對信號進操做，它們不僅是針對進制信號量，下將會對這些函數進介紹，但請注意，這些函數都是來對成組的信號量值進 操做的。它們聲明在頭件sys/sem.h中。 【信號量的意圖在於進程間同步，互斥鎖和條件變量的意圖則在於線程間同步。可是信號 量也可於線程間，互斥鎖和條件變量也可於進程間。咱們應該使適合具體應的那組原語。】

描述
semctl() 在 semid 標識的信號量集上，或者該集合的第 semnum 個信號量上執 cmd 指定的 控制命令。 (信號量集合索引發始於零。)根據 cmd 不一樣，這個函數有三個或四個參數。當有四個參數時，第四個參數的類型是 union 。調程序必須按照下式定義這個聯合體：
union semun {
int val; // 使的值
struct semid_ds *buf; // IPC_STAT、 IPC_SET 使緩存區
unsigned short *array; // GETALL,、 SETALL使用的數組

Struct seminfo *__buf;//IPC_INFO(linux特有)使用緩存區

};

注意：該聯合體沒有定義在任何系統頭文件中，所以得用戶本身聲明。<Centos下確實是這樣，可是UNIX下不一樣，不須要本身定義聲明>

代碼實現以下：

//sem.h

//sem.c

//test.c

運行結果以下：

總結：

信號量的p和v操做都是原子操做，在執行操做時，兩個進程共享一個信號量，兩個進程之間存在互斥關係。