进程同步与相互排斥：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相互排斥，而有名信号量一般用于进程间同步或相互排斥。

它们的差别和管道及命名管道的差别类似。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。

參数：

name：信号量文件名称。注意，不能指定路径名。由于有名信号量，默认放在/dev/shm 里。例如以下图：

flags：sem_open() 函数的行为标志。

mode：文件权限(可读、可写、可运行)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。

參数：

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。

參数：

name：有名信号量文件名称。

返回值：

成功：0

失败：-1

4）信号量 PV 操作

使用方法和《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相互排斥功能：

#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!='')
    {
        putchar(*str);
        fflush(stdout);
        str++;
        sleep(1);
    }
    printf("
");

    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()打开方式非常相似,不同进程仅仅要名字一样。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()打开方式非常相似,不同进程仅仅要名字一样，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;
}

执行结果例如以下：

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 代码例如以下：

#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
", 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 代码例如以下：

#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
", 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;
}

删除有名信号量演示样例代码例如以下：

#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 代码例如以下：

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

执行程序时。先把有名信号量删除（sem_del）。再分别执行 print1 和 print2：

本教程演示样例代码下载请点此处。

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