头文件：#include <semaphore.h>

信号量广泛用于进程或线程间的同步和互斥，信号量本质上是一个非负的整数计数器，它被用来控制对公共资源的访问。
编程时可根据操作信号量值的结果判断是否对公共资源具有访问的权限，当信号量值大于 0 时，则可以访问，否则将阻塞。
PV 原语是对信号量的操作，一次 P 操作使信号量减１，一次 V 操作使信号量加１。
信号量主要用于进程或线程间的同步和互斥这两种典型情况

互斥

image.png

同步

image.png

sem_init

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
功能：
创建一个信号量并初始化它的值。一个无名信号量在被使用前必须先初始化。
参数：
sem：信号量的地址。
pshared：等于 0，信号量在线程间共享（常用）；不等于0，信号量在进程间共享。
value：信号量的初始值。
返回值：
成功：0
失败： - 1

sem_destroy

int sem_destroy(sem_t *sem);
功能：
删除 sem 标识的信号量。
参数：
sem：信号量地址。
返回值：
成功：0
失败： - 1

信号量P操作（减1）

sem_wait

int sem_wait(sem_t *sem);
功能：
将信号量的值减 1。操作前，先检查信号量（sem）的值是否为 0，若信号量为 0，此函数会阻塞，直到信号量大于 0 时才进行减 1 操作。
参数：
sem：信号量的地址。
返回值：
成功：0
失败： - 1

sem_trywait

int sem_trywait(sem_t *sem);
-以非阻塞的方式来对信号量进行减 1 操作。
-若操作前，信号量的值等于 0，则对信号量的操作失败，函数立即返回。

sem_timedwait

int sem_timedwait(sem_t *sem, const struct timespec *abs_timeout);
-限时尝试将信号量的值减 1
-abs_timeout：绝对时间
abs_timeout说明：

struct timespec {
time_t tv_sec; /* seconds / // 秒
long tv_nsec; / nanosecondes*/ // 纳秒
}
​
time_t cur = time(NULL); //获取当前时间。
struct timespec t; //定义timespec 结构体变量t
t.tv_sec = cur + 1; // 定时1秒
sem_timedwait(&cond, &t);

信号量V操作（加1）

sem_post

int sem_post(sem_t *sem);
功能：
将信号量的值加 1 并发出信号唤醒等待线程（sem_wait()）。
参数：
sem：信号量的地址。
返回值：
成功：0
失败：-1

sem_getvalue

int sem_getvalue(sem_t *sem, int *sval);
功能：
获取 sem 标识的信号量的值，保存在 sval 中。
参数：
sem：信号量地址。
sval：保存信号量值的地址。
返回值：
成功：0
失败：-1

测试程序

sem_t sem; 
​
void printer(char *str)
{
    sem_wait(&sem);
    while (*str)
    {
        putchar(*str);
        fflush(stdout);
        str++;
        sleep(1);
    }
    printf("\n");
​
    sem_post(&sem);
}
​
void *thread_fun1(void *arg)
{
    char *str1 = "hello";
    printer(str1);
}
​
void *thread_fun2(void *arg)
{
    char *str2 = "world";
    printer(str2);
}
​
int main(void)
{
    pthread_t tid1, tid2;
​
    sem_init(&sem, 0, 1); 
​
    pthread_create(&tid1, NULL, thread_fun1, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, thread_fun2, NULL);
​
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
​
    sem_destroy(&sem); 
    return 0;
}