进程同步与互斥：POSIX有名信号量

在 POSIX 标准中，信号量分两种，一种是无名信号量，一种是有名信号量。无名信号量一般用于线程间同步或互斥，而有名信号量一般用于进程间同步或互斥。它们的区别和管道及命名管道的区别类似，无名信号量则直接保存在内存中，而有名信号量要求创建一个文件。前面我们学习了无名信号量的使用（详情请看《无名信号量》），这里我们学习有名信号量的使用。

1）创建一个有名信号量

所需头文件：

#include <fcntl.h>

#include <sys/stat.h>

#include <semaphore.h>

当有名信号量存在时使用：
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);


当有名信号量不存在时使用：
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, unsigned int value);

功能：

创建一个有名信号量。

参数：

name：信号量文件名。注意，不能指定路径名。因为有名信号量，默认放在/dev/shm 里，如下图：

flags：sem_open() 函数的行为标志。

mode：文件权限(可读、可写、可执行)的设置。

value：信号量初始值。

返回值：

成功：信号量的地址

失败：SEM_FAILED

2）关闭有名信号量

所需头文件：

#include <semaphore.h>

int sem_close(sem_t *sem);
功能：

关闭有名信号量。

参数：

sem：指向信号量的指针。

返回值：

成功：0

失败：-1

3）删除有名信号量文件

所需头文件：

#include <semaphore.h>

int sem_unlink(const char *name);
功能：

删除有名信号量的文件。

参数：

name：有名信号量文件名。

返回值：

成功：0

失败：-1

4）信号量 PV 操作

用法和《POSIX 无名信号量》一样，详情请点此链接。

有名信号量实现进程间互斥功能：

 #include<stdio.h>
 #include<semaphore.h>
 #include<fcntl.h>
 #include<unistd.h>
 #include<sys/stat.h>
 #include<sys/types.h>

 void printer(sem_t *sem, char *str)
 {
     sem_wait(sem);  //信号量减一
     while(*str!='\0')
     {
         putchar(*str);
         fflush(stdout);
         str++;
         sleep(1);
     }
     printf("\n");

     sem_post(sem);  //信号量加一
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     pid_t pid;
     sem_t *sem = NULL;

     pid = fork(); //创建进程
     if(pid<0){ //出错
         perror("fork error");

     }else if(pid == 0){ //子进程

         //跟open()打开方式很相似,不同进程只要名字一样，那么打开的就是同一个有名信号量
         sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信号量值为 1
         if(sem == SEM_FAILED){ //有名信号量创建失败
             perror("sem_open");
             return -1;
         }

         char *str1 = "hello";
         printer(sem, str1); //打印

         sem_close(sem); //关闭有名信号量

         _exit(1);
     }else if(pid > 0){ //父进程

         //跟open()打开方式很相似,不同进程只要名字一样，那么打开的就是同一个有名信号量
         sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信号量值为 1
         if(sem == SEM_FAILED){//有名信号量创建失败
             perror("sem_open");
             return -1;
         }

         char *str2 = "world";
         printer(sem, str2); //打印

         sem_close(sem); //关闭有名信号量

         wait(pid, NULL); //等待子进程结束
     }

     sem_unlink("name_sem");//删除有名信号量

     return 0;
 }

运行结果如下：

有名信号量实现进程间同步功能（print2 先打印，再到 print1 打印）：

print1.c 代码如下：

 #include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
 #include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
 #include <semaphore.h>
 #include <stdio.h>

 void print(sem_t *print1, sem_t *print2)
 {
     int i = 0;
     while(1)
     {
         sem_wait(print1);
         i++;
         printf("int print1 i = %d\n", i);
         sem_post(print2);
     }
 }

 int main(int argc, char **argv)
 {
     sem_t *print1, *print2;

     print1 = sem_open("sem_print1", O_CREAT, 0777, 0);
     if(SEM_FAILED == print1)
     {
         perror("sem_open");
     }

     print2 = sem_open("sem_print2", O_CREAT, 0777, 1);
     if(SEM_FAILED == print2)
     {
         perror("sem_open");
     }

     print(print1, print2);

     return 0;
 }

print2.c 代码如下：

 #include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
 #include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
 #include <semaphore.h>
 #include <stdio.h>

 void print(sem_t *print1, sem_t *print2)
 {
     int i = 0;
     while(1)
     {
         sem_wait(print2);
         i++;
         printf("in print2 i = %d\n", i);
         sleep(1);
         sem_post(print1);
     }
 }

 int main(int argc, char **argv)
 {
     sem_t *print1, *print2;

     print1 = sem_open("sem_print1", O_CREAT, 0777, 0);
     if(SEM_FAILED == print1)
     {
         perror("sem_open");
     }

     print2 = sem_open("sem_print2", O_CREAT, 0777, 1);
     if(SEM_FAILED == print2)
     {
         perror("sem_open");
     }

     print(print1, print2);

     return 0;
 }

删除有名信号量示例代码如下：

 #include <semaphore.h>
 #include <stdio.h>

 void sem_del(char *name)
 {
     int ret;

     ret = sem_unlink(name);
     if(ret < 0)
     {
         perror("sem_unlink");
     }
 }

 int main(int argc, char **argv)
 {
     sem_del("sem_print1"); //删除信号量文件sem_print1
     sem_del("sem_print2"); //删除信号量文件sem_print2

     return 0;
 }

makefile 代码如下：

 all:
     gcc sem_del.c -o sem_del -lpthread
     gcc print1.c -o print1 -lpthread
     gcc print2.c -o print2 -lpthread
 clean:
     rm sem_del print1 print2

运行程序时，先把有名信号量删除（sem_del），再分别运行 print1 和 print2：

本教程示例代码下载请点此处。

 转自：http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/46500417