在UNIX系统V中，一个或多个信号量构成一个信号量集合。使用信号量机制用来实现进程之间的同步和互斥，允许并发进程一次对一组信号量进行相同或不同的操作。每个P\V操作不限于减一或加一，而是可以加减任何整数，在进程终止时，系统可根据需要自动消除所有被进程操作过的信号量的影响。
关于信号量机制的数据结构、操作函数等基础知识请自行Google.下面给出一个信号量的使用实例
功能：用于进程互斥共享文件的信号量的使用
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <linux/sem.h>
#define NUM_PROCS 5
#define SEM_ID 250
#define FILE_NAME "/tmp/sem_MUTEX"
#define DELAY 400000
//各子进程互斥写文件的通用函数
void update_file(int sem_set_id,char *file_name_path,int number)
{
    struct sembuf sem_op;
    FILE *file;
	//相当于执行P操作，申请写文件
    sem_op.sem_num = 0;
    sem_op.sem_op = -1;
    sem_op.sem_flg = 0;
    semop(sem_set_id,&sem_op,1);
	//向文件写，写入的数据是进程的标识
    file = fopen(file_name_path,"w");
    if(file)
    {
        fprintf(file,"%d\n",number);
        printf("%d\n",number);
        fclose(file);
    }
	//相当于执行V操作，释放文件的使用权
    sem_op.sem_num = 0;
    sem_op.sem_op = 1;
    sem_op.sem_flg = 0;
    semop(sem_set_id,&sem_op,1);
}
//子进程准备写文件的通用函数
void do_child_loop(int sem_set_id,char *file_name)
{
    pid_t pid = getpid();//得到本进程的标识
    int i;
    int j;
    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        update_file(sem_set_id,file_name,pid);
        for(j = 0; j < 200000; j++);//暂停一段时间
    }
}
int main(int argc,char * *argv)
{
    int sem_set_id;
    int child_pid;
    union semun sem_val;
    int i;
    int rc;
	//创建一个信号量集合，标识为255，只有一个信号量
    sem_set_id = semget(SEM_ID,1,IPC_CREAT|0600);
    if(sem_set_id == -1)
    {
        perror("main's semget error ");
        exit(1);
    }
	//把该信号量的值设置为1
    sem_val.val = 1;
    rc = semctl(sem_set_id,0,SETVAL,sem_val);
    if(rc == -1)
    {
        perror("mian:setctl");
        exit(1);
    }
	//建立一些子进程，以便竞争并互斥地向文件写
    for(i = 0; i <NUM_PROCS; i++)
    {
        child_pid = vfork();这里将fork改成vfork
        switch(child_pid)
        {
            case -1:
              perror("fork()");
              exit(1);
            case 0:
              do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);
              exit(0);
            default:break;
        }
    }//创建子进程的循环结束
	//父进程等待子进程结束
    for(i = 0; i < 10; i++)
    {
        int child_status;
        wait(&child_status);
    }
    printf("main is done\n");
    fflush(stdout);
    return 0;
}

文章目录
0.思维导图
1.为什么引入信号量机制？
2.什么是信号量机制？
3.整型信号量
4.记录型信号量
（1）举一个生动形象的例子了解记录型信号量
（2）梳理一下记录型信号量的知识点（P、V）


0.思维导图

1.为什么引入信号量机制？

为了更好的解决进程互斥与同步的问题



2.什么是信号量机制？

3.整型信号量

4.记录型信号量

（1）举一个生动形象的例子了解记录型信号量

一张图咱们回忆一下进程的状态


一个例子










（2）梳理一下记录型信号量的知识点（P、V）


参考：https://www.bilibili.com/video/av70156862?p=20

一，为什么要引入信号量机制

1，为了解决在双标志先检查法，进入区检查和上锁操作无法一气呵成，从而导致两个进程有可能进入临界区的问题

2，上一小节所有方案都无法实现让权等待

3,1965年，荷兰学者Dijkstra提出了一种很好非方法实现进程互斥，同步的方法——信号量机制

 

二，信号量机制：

1，什么是信号量机制？

用户可以通过系统提供的一对源语来对信号量进行操作，从而很方便的实现进程互斥，进程同步

2，什么是信号量？

信号量其实就是一个变量（可以是整数，也可以是更复杂的记录型变量），可以用一个信号量来表示系统中的某种资源的数量，比如：系统中有一台打印机就可以设置设置初值为1的信号量

3，什么是源语？

原语是一种特殊的程序段，它的执行只能一气呵成，不可以被中断。原语是由关/开中断实现的。上一小节中软件解决方案的主要问题是由“进入区各种操作无法一气呵成导致的”，因此如果能把进入区，退出区的操作都用原语来实现，这些操作能一气呵成就可以避免问题

一对原语：wait(S)原语和signal(S)原语，可以把原语理解为我们写的函数，函数名分别为wait和signal，括号里面的S就是函数调用时传入的参数。

wait，signal原语简称P,V操作。因此，做题的时候把wait(S)和signal(S)操作写成P(s)和V(s)

 

三，整形信号量

1，用一个整形变量作为信号量，数值表示某种资源数

2，整形信号量与普通信号量的区别：对信号量只能执行初始化，片P，V三种操作

3，整形信号量存在的问题：不满足让权等待原则



二，记录型信号量

1，S.value表示某种资源的数目，S.L指向等待该资源的队列

2，P操作中，一定是先S.value--，之后可能执行block原语

3，V操作中，一定是先S.value++，之后可能执行weakup原语

4，注意：要能够自己判断什么条件下需要执行block原语或weakup原语

                P操作中如果S.value--之后，S.value<0,表示没有资源了，执行block进行自我堵塞，防止忙等

                V操作中如果S.value++之后，S.value<=0,表示堵塞队列中有进程在等待该资源，执行weakup原语唤醒队头的进程

5，可以用记录型信号量实现系统资源 的申请和释放

6，可以用记录型信号量实现进程的互斥，同步

目录

1.总览

2.信号量机制实现进程互斥

3.信号量机制实现进程同步

 4.信号量机制实现前驱关系

5.小结

1.总览



2.信号量机制实现进程互斥



3.信号量机制实现进程同步



 4.信号量机制实现前驱关系



5.小结