学习Linux下C语言信号量 (linux c语言 信号量)
【导言】
Linux是当今世界上使用最广泛的操作系统之一，而C语言是Linux中最常用的编程语言之一。信号量是Linux下实现进程同步和互斥的一种机制，掌握信号量技术对于学习并发编程以及科研工作都有非常大的帮助。本文将详细介绍如何在Linux下学习C语言信号量。
【正文】
一、理解信号量的概念
信号量（Semaphore）是一种特殊的锁机制，用于协调或同步两个或多个进程对共享资源的访问。它是一组值，用于对资源的访问进行计数，为进程之间的并发控制提供了有效的方法。
在Linux下实现信号量的方法比较简单，只需要包含头文件“sys/sem.h”，就可以使用信号量的相关函数。
二、创建信号量
在Linux下创建信号量，可以使用“semget”函数：
“`c
#include
#include
#include
int semget(key_t key, int nsems, int sem);
“`
其中，key是创建信号量的键值，nsems是需要创建的信号量个数，sem是标志位，用来表示信号量的操作方式（如读写等）。
例如，创建一个名为“mysem”的信号量：
“`c
#include
#include
#include
#define SEMKEY 123456
int semid;
int create_sem()
{
semid = semget(SEMKEY, 1, IPC_CREAT|0666);
if(semid
return -1;
return 0;
}
“`
【解析】上述代码中，我们使用了SEMKEY作为信号量的键值，创建了一个名为“mysem”的信号量。如果创建成功，将返回0，否则返回-1。
三、初始化信号量
创建好信号量后，还需要对信号量进行初始化。在Linux下初始化信号量，可以使用“semctl”函数：
“`c
#include
#include
#include
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, …);
“`
其中，semid是信号量的标识符，semnum是信号量标识符中的信号量索引，cmd是要执行的操作。
例如，初始化名为“mysem”的信号量：
“`c
#include
#include
#include
union semun
{
int val;
struct semid_ds *buf;
};
int init_sem()
{
union semun sem_union;
sem_union.val = 1;
if(semctl(semid, 0, SETVAL, sem_union)
return -1;
return 0;
}
“`
【解析】上述代码中，我们创建了一个名为“sem_union”的union，用来存储初始化信号量的值。我们将“sem_union.val”设置为1，表示初始时只允许一个进程使用该信号量。然后，我们调用“semctl”函数，将初始化的值写入信号量中。
四、使用信号量
使用信号量时，需要调用“semop”函数进行操作。它可以让程序在访问共享资源之前对信号量进行等待，从而实现互斥和同步。
“`c
#include
#include
#include
struct sembuf
{
unsigned short sem_num;
short sem_op;
short sem_;
};
int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
“`
其中，semid是信号量的标识符，sops指向一个包含要进行的操作的结构体数组，nsops是sops数组中元素的个数。
对于sops数组中的每个元素，它包含三个成员：sem_num表示要操作的信号量的编号，sem_op表示要执行的操作（加一或减一），sem_表示操作的标志位。
以下是使用信号量的示例代码：
“`c
#include
#include
#include
int use_sem(int id)
{
struct sembuf = {0, -1, 0};
if(semop(id, &, 1) == -1)
return -1;
return 0;
}
“`
【解析】上述代码中，我们定义了一个名为“”的semop结构体，该结构体的sem_num成员设为0，表示要对之一个信号量进行操作，sem_op成员设置为-1，表示要将信号量的值减1，sem_成员设为0，表示不使用特殊标志位。如果semop返回值为-1，则表示操作失败。
五、删除信号量
使用完信号量后，需要将其删除以释放系统资源。在Linux下删除信号量，可以使用“semctl”函数：
“`c
#include
#include
#include
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, …);
“`
其中，semid是要删除的信号量的标识符，semnum是信号量标识符中的信号量索引，cmd是要执行的操作。
例如：
“`c
#include
#include
#include
int del_sem()
{
if(semctl(semid, 0, IPC_RMID, 0) == -1)
return -1;
return 0;
}
“`
【解析】上述代码中，我们调用了“semctl”函数，将cmd设为IPC_RMID，表示删除信号量。
【结论】
