进程通信4--信号量(Semaphore)

信号量是什么？

（1）信号量本质上是一个具有原子性的计数器，用来描述临界资源的，不能用全局变量count加加减减替换（因为他没有原子性）。
（2）信号量以保护临界资源为目的，但他本身也是个临界资源；他控制多个进程对共享资源的访问，通常描述临界资源当中，临界资源的数量，常常被当做锁来使用，防止一个进程访问另外一个进程正在使用的资源
（3）其中最简单的信号量=1，也叫做二元信号量（互斥锁），可控制单个资源，只能取0和1；信号量>=2为多元信号量

只要理理解上面三句话，应该结合代码理解就不难了。

代码实现相关函数：

#include
#include
key_t ftok(const char* pathname,int id)//pathname:路径名  id:项目id，非0整数（只有低8位有效）

//2.semget函数
int semget(key_t key,int nsems,int semflg);
//参数：key-->信号集的名字
//nsems：信号集中信号量的个数
//semflg：由九个权限构成，用法和创建文件时使用的mode模式一样
//返回值：成功返回一个非负整数，即该信号集的标识码；失败返回-1

创建成功后，Linux下通过ipcs -s可以查看已经创建的信号量情况,删除使用删除：ipcrm -s semid

//semctl函数
int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...);
//参数：
//semid:mesget返回的信号集标识码
//semnum：信号集中信号量的序号
//cmd：将要采取的动作（有三个取值,一般用于销毁）
//最后一个参数根据命令不同而不同
//返回值：成功返回0；失败返回-1

代码实测;
我们用两个进程分别对一个文件进行读写：
1.sem.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include
union semun
{
	int val;
};
void sem_init();//初始化
void sem_p();//P操作 +1
void sem_v();//V操作 -1
void sem_destroy();//销毁

2.sem.cpp

#include "sem.h"
static int semid = 0;

void sem_init()
{
	semid = semget((key_t)1234, 1, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0600);//不存在则创建，已经存在返回-1
	if (semid == -1)
	{
		semid = semget((key_t)1234, 1, IPC_CREAT | 0600);//返回-1之后获取他的semid
		if (semid == -1)
		{
			printf("semget error");
		}
	}
	else
	{
		 semun a;//a传值
		a.val = 1;
		if (semctl(semid, 0, SETVAL, a) == -1)//0代表信号量下标，设置这个下标的值
		{
			perror("semctl init error");
		}
	}
}

void sem_p()
{
	struct sembuf buf;
	buf.sem_num = 0;////对下标为0的进行操作，刚刚设置了
	buf.sem_op = -1;//p操作，若val<0进行V操作信号量值加val，即a.val=a.val-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(semid, &buf, 1) == -1)
	{
		perror("p error");
	}
}

void sem_v()
{
	struct sembuf buf;
	buf.sem_num = 0;
	buf.sem_op = 1; //若val > 0进行V操作信号量值加val，即a.val = a.val + 1
	buf.sem_flg = SEM_UNDO;
	if (semop(semid, &buf, 1) == -1)
	{
		perror("v error");
	}
}

void sem_destroy()
{
	if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1)
	{
		perror("semctl destroy error");
	}
	printf("sem destory success!\n");
}

3.proA.cpp

#include"sem.h"
#include
using namespace std;
void file_write(int x);
int main()
{
	 int a = 0;
		sem_init();
		for (int i = 0; i < 20; i++)
		{
			sem_p();
			a++;
			file_write(a);
			sem_v();
			sleep(1);
		}
		sleep(2);
		destory_sem();//由进程A来销毁这个信号量jin
	return 0;
}
void file_write(int x)
{
	const char*fpath = "/home/ubuntu/test.txt";
	FILE* file = fopen(fpath, "a+");//打开可读可写文件，不存在则创建
	char buf[11] = "A:write:";//方便区分
	buf[8] = x + '0';
	buf[9] = '\n';
	buf[10] = '\0';
	fwrite(buf, 1, strlen(buf), file);
	fclose(file);

}

4.proB.cpp

#include"sem.h"
#include
using namespace std;
void file_write(int x);
int main()
{
	 int a = 0;
		sem_init();
		for (int i = 0; i < 20; i++)
		{
			sem_p();
			a++;
			file_write(a);
			sem_v();
			sleep(1);
		}
	return 0;
}
void file_write(int x)
{
	const char*fpath = "/home/ubuntu/test.txt";
	FILE* file = fopen(fpath, "a+");//打开可读可写文件，不存在则创建
	char buf[11] = "B:write:";//方便区分
	buf[8] = x + '0';
	buf[9] = '\n';
	buf[10] = '\0';
	fwrite(buf, 1, strlen(buf), file);
	fclose(file);

}

测试结果：