一、引言
在多线程编程中，经常会使用信号量来控制访问临界资源。
二、线程级信号量
初始化信号量
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#include <semaphore.h>
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
sem：信号量对象指针
pshared：共享标志（0 表示线程间共享，非 0 表示进程间共享）
value：信号量初始值（1 表示二元信号量）
返回值：成功返回 0， 失败返回 -1。
等待信号量
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int sem_wait(sem_t *sem); // 阻塞等待
int sem_trywait(sem_t *sem); // 非阻塞尝试
释放信号量
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int sem_post(sem_t *sem);
销毁信号量
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int sem_destroy(sem_t *sem);
销毁信号量必须在没有线程等待该信号量时可以。
代码示例：
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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
void * read(void * arg);
void * accu(void * arg);
static sem_t sem_one;
static sem_t sem_two;
static int num;
int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t id_t1, id_t2;
sem_init(&sem_one, 0, 0);
sem_init(&sem_two, 0, 1);
pthread_create(&id_t1, NULL, read, NULL);
pthread_create(&id_t2, NULL, accu, NULL);
pthread_join(id_t1, NULL);
pthread_join(id_t2, NULL);
sem_destroy(&sem_one);
sem_destroy(&sem_two);
return 0;
}
void * read(void * arg)
{
int i;
for(i=0; i<5; i++)
{
fputs("Input num: ", stdout);
sem_wait(&sem_two);
scanf("%d", &num);
sem_post(&sem_one);
}
return NULL;
}
void * accu(void * arg)
{
int sum=0, i;
for(i=0; i<5; i++)
{
sem_wait(&sem_one);
sum+=num;
sem_post(&sem_two);
}
printf("Result: %d \n", sum);
return NULL;
}
三、系统级信号量
创建信号量集
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#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
key：信号量键值（通常由 ftok 生成或使用 IPC_PRIVATE）
nsems：信号量集中信号量的个数
semflg：标志位（如 IPC_CREAT 表示不存在则创建，0644 设置权限）
返回值：成功返回信号量集 ID，失败返回 -1。
信号量控制
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int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);
semid：semget 返回的信号量集 ID。
semnum：信号量在集合中的索引（0 表示第一个信号量）。
cmd：操作命令（如 SETVAL 初始化值，IPC_RMID删除信号量）。
arg：联合体 semun，用于传递初始值或获取状态。
返回值：根据 cmd 不同返回结果（如 GETVAL 返回信号量值）。
信号量操作
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int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
struct sembuf {
unsigned short sem_num; // 信号量索引
short sem_op; // 操作值（-1 等待锁，+1 释放锁）
short sem_flg; // 标志（如 `SEM_UNDO` 防止死锁）
};
semid：信号量集 ID。
sops：操作结构体数组指针，定义对信号量的原子操作。
nsops：操作结构体数量
返回值：成功返回 0，失败返回 -1。
