信号量与互斥锁

信号量是同步用的，而互斥量是互斥用的。二元信号量就是一种最简单的互斥锁，它适用于只能被唯一一个线程独占访问的资源，也就是说当一个线程试图获取该二元信号量的时候就是获得该锁，此后其它试图获取该二元信号量的线程将会等待，直到该锁被释放。

互斥量和二元信号量类似，但是互斥量要求哪个线程获取了互斥量，哪个线程就要负责释放这个锁，而信号量（包括二元信号量）可以被任意线程获取并释放。

信号量同步原理：

生产者----------------------------------------------共享缓冲区-----------------------------------------------------消费者（信号量get初始化为0，信号量put初始化为1）

for( ; ;) {                                                                                                                                      for( ; ;) {

              sem_wait(&put);                                                                                                                         sem_wait(&get);        

              把数据放入缓冲区                                                                                                                       处理缓冲区数据

               sem_post(&get);                                                                                                                        sem_post(&put);

}                                                                                                                                                               }

信号量可以允许多个线程并发访问资源，以一个停车场的运作为例。简单起见，假设停车场只有三个车位，一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车，看门人允许其中三辆直接进入，然后放下车拦，剩下的车则必须在入口等待，此后来的车也都不得不在入口处等待。这时，有一辆车离开停车场，看门人得知后，打开车拦，放入外面的一辆进去，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。
在这个停车场系统中，车位是公共资源，每辆车好比一个线程，看门人起的就是信号量的作用。
抽象的来讲，信号量的特性如下：信号量是一个非负整数（车位数），所有通过它的线程/进程（车辆）都会将该整数减一（通过它当然是为了使用资源），当该整数值为零时，所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作： Wait（等待） 和 Release（释放）。当一个线程调用Wait操作时，它要么得到资源然后将信号量减一，要么一直等下去（指放入阻塞队列），直到信号量大于等于一时。Release（释放）实际上是在信号量上执行加操作，对应于车辆离开停车场，该操作之所以叫做“释放”是因为释放了由信号量守护的资源

System V 信号量：

int semget(key_t key, int nsems, int oflag);

key值是一个整数，唯一非零，一般采用ftok函数生成。

nsems参数指定集合中的信号量数目，一般都是1。

oflag是一组标志，当想要当信号量不存在时创建一个新的信号量，可以和值IPC_CREAT做按位或操作，而IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的信号量，如果信号量已存在，返回一个错误。

 

int semop(int semid, struct sembuf *opsptr, size_t nops);

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
};

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);

如果有第四个参数，它通常是一个union semum结构，定义如下:

union semun{
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *arry;
};

两个参数与前面一个函数中的一样，command通常是下面两个值中的其中一个

SETVAL：用来把信号量初始化为一个已知的值。p 这个值通过union semun中的val成员设置，其作用是在信号量第一次使用前对它进行设置。

IPC_RMID：用于删除一个已经无需继续使用的信号量标识符。