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：

[cpp] view
plaincopy

1. #include<stdio.h>
2. #include<semaphore.h>
3. #include<fcntl.h>
4. #include<unistd.h>
5. #include<sys/stat.h>
6. #include<sys/types.h>
7. void printer(sem_t *sem, char *str)
8. {
9. sem_wait(sem);  //信号量减一
10. while(*str!=‘\0‘)
11. {
12. putchar(*str);
13. fflush(stdout);
14. str++;
15. sleep(1);
16. }
17. printf("\n");
18. sem_post(sem);  //信号量加一
19. }
20. int main(int argc, char *argv[])
21. {
22. pid_t pid;
23. sem_t *sem = NULL;
24. pid = fork(); //创建进程
25. if(pid<0){ //出错
26. perror("fork error");
27. }else if(pid == 0){ //子进程
28. //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
29. sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信号量值为 1
30. if(sem == SEM_FAILED){ //有名信号量创建失败
31. perror("sem_open");
32. return -1;
33. }
34. char *str1 = "hello";
35. printer(sem, str1); //打印
36. sem_close(sem); //关闭有名信号量
37. _exit(1);
38. }else if(pid > 0){ //父进程
39. //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
40. sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信号量值为 1
41. if(sem == SEM_FAILED){//有名信号量创建失败
42. perror("sem_open");
43. return -1;
44. }
45. char *str2 = "world";
46. printer(sem, str2); //打印
47. sem_close(sem); //关闭有名信号量
48. wait(pid, NULL); //等待子进程结束
49. }
50. sem_unlink("name_sem");//删除有名信号量
51. return 0;
52. }

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：

[cpp] view
plaincopy

1. #include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
2. #include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
3. #include <semaphore.h>
4. #include <stdio.h>
5. void print(sem_t *print1, sem_t *print2)
6. {
7. int i = 0;
8. while(1)
9. {
10. sem_wait(print1);
11. i++;
12. printf("int print1 i = %d\n", i);
13. sem_post(print2);
14. }
15. }
16. int main(int argc, char **argv)
17. {
18. sem_t *print1, *print2;
19. print1 = sem_open("sem_print1", O_CREAT, 0777, 0);
20. if(SEM_FAILED == print1)
21. {
22. perror("sem_open");
23. }
24. print2 = sem_open("sem_print2", O_CREAT, 0777, 1);
25. if(SEM_FAILED == print2)
26. {
27. perror("sem_open");
28. }
29. print(print1, print2);
30. return 0;
31. }

print2.c 代码例如以下：

[cpp] view
plaincopy

1. #include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
2. #include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
3. #include <semaphore.h>
4. #include <stdio.h>
5. void print(sem_t *print1, sem_t *print2)
6. {
7. int i = 0;
8. while(1)
9. {
10. sem_wait(print2);
11. i++;
12. printf("in print2 i = %d\n", i);
13. sleep(1);
14. sem_post(print1);
15. }
16. }
17. int main(int argc, char **argv)
18. {
19. sem_t *print1, *print2;
20. print1 = sem_open("sem_print1", O_CREAT, 0777, 0);
21. if(SEM_FAILED == print1)
22. {
23. perror("sem_open");
24. }
25. print2 = sem_open("sem_print2", O_CREAT, 0777, 1);
26. if(SEM_FAILED == print2)
27. {
28. perror("sem_open");
29. }
30. print(print1, print2);
31. return 0;
32. }

删除有名信号量演示样例代码例如以下：

[cpp] view
plaincopy

1. #include <semaphore.h>
2. #include <stdio.h>
3. void sem_del(char *name)
4. {
5. int ret;
6. ret = sem_unlink(name);
7. if(ret < 0)
8. {
9. perror("sem_unlink");
10. }
11. }
12. int main(int argc, char **argv)
13. {
14. sem_del("sem_print1"); //删除信号量文件sem_print1
15. sem_del("sem_print2"); //删除信号量文件sem_print2
16. return 0;
17. }

makefile 代码例如以下：

[plain] view
plaincopy

1. all:
2. gcc sem_del.c -o sem_del -lpthread
3. gcc print1.c -o print1 -lpthread
4. gcc print2.c -o print2 -lpthread
5. clean:
6. 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