嵌入式学习——进程间通信方式（5）—— 信号量
一、基本概念
信号量和之前的所说的管道、共享内存、消息队列、信号是不一样的，信号量的本质是一个整型计数器，不以传输数据为目的，主要是对临界资源进行一个保护，例如我们在操作共享内存时，要配合信号量来进行使用，目的是为了对共享内存数据的保护，防止多进程同时操作出现数据混乱。
二、工作原理
信号量只有两种操作：等待信号和操作信号，就是P操作和V操作（都是原子操作），P操作是使用临界资源，而V操作是释放临界资源。
P操作：申请临界资源进行使用（信号量大于0），则占用一个资源，把信号量减去1，若此时的信号量为0，则阻塞，一直在等待队列进行等待，直到有资源进行释放。
V操作：如果在等待队列有进程在等待资源，则唤醒阻塞的进程，如果没有的话，释放资源，把信号量的值加一。
原子操作：在进行原子操作时，不会被打断，直到操作完成
三、使用流程
1）创建或获取信号量
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);key：① 通过调用key_t ftok(const char *pathname, int proj_id)来进行获取;这个函数是通过指定的文件路径和计划编号合成一个key值。
② IPC_PRIVATE 内核会保证创建一个新的，唯一的IPC对象，这是一个宏定义，其值为0。
nsems：本参数用于在创建信号量的时候，表示可用的信号量数目。
semflg：IPC_CREAT 若系统中有相同的key值，则返回信号量的标识符；若不存在则创建，要与 0600 结合 给相应的权限（IPC_CREAT | 0600）。
IPC_EXCL 如果系统中有相同的key值，则会报错；不存在则创建。
注：可以在linux下输入 ipcs -l 查看信号量最大值，最大操作数，还有消息队列和共享内存的相关信息。
2）初始化信号量
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);semid：就是创建/获取信号量时，返回的描述符。
semnum：表示第几个信号量，取值范围是0~num-1。
cmd：操作该信号的指令，有如下这些：
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IPC_SET：通过第四个参数的buf来设定信号量集相关联的semid_ds中信号量集合权限为sem_perm中的uid，gid，mode。
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IPC_RMID：从系统中删除该信号量集合。
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GETVAL：返回第semnum个信号量的值。
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SETVAL：设置第semnum个信号量的值，该值由第四个参数中的val指定。
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GETPID：返回第semnum个信号量的sempid，最后一个操作的pid。
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GETNCNT：返回第semnum个信号量的semncnt。等待semval变为大于当前值的线程数。
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GETZCNT：返回第semnum个信号量的semzcnt。等待semval变为0的线程数。
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GETALL：去信号量集合中所有信号量的值，将结果存放到的array所指向的数组。
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SETALL：按arg.array所指向的数组中的值，设置集合中所有信号量的值。
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IPC_STAT：获取此信号量集合的semid_ds结构，存放在第四个参数的buf中。
3）操作信号量
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
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semid：System V信号量的标识符，用来标识一个信号量。
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sops：是指向一个struct sembuf结构体数组的指针，该数组是一个信号量操作数组。
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nsops：表示上面sops数组的数量，如只有一个sops数组，nsops就设置为1。
4）销毁信号量
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);在销毁信号量时，指定描述符，把cmd指定为IPC_RMID即可。