信号量：我们先不要把信号和信号量混在一起，信号是系统预先定义好的一些特定的事件。
而信号量是对于一个资源能被几个进程同时访问的计数器。
举个生活中的例子便于理解这个计数器：就好比一个停车场，门口会有个停车计时系统，进程就好比车子，假设停车场的容量只有100辆车，那我们把这个容量当成可以占用的资源，停一辆车，资源就会被占用，计数器就减1。所以如果停车场已经停了100辆车，那101辆车是不是就不能停了，资源是有限的嘛。除非停车场有车子开出去，不占用这个车位，计数器就加1，101辆车就可以停车了。
信号量
相当于 记录 资源能同时被 几个进程访问。
我们先了解底下这几个概念：
1、临界资源：同一时刻，只能被一个进程访问的资源。
2、临界区：访问临界资源的代码区域。
3、原子操作：任何情况下都不能被打断的操作。
4、内核对象：用于对进程间通讯时，多进程能够访问同一资源的记录。
信号量的作用：进程间同步控制
那么进程间同步是什么呢？
如上面的图所示，A进程的先执行1，然后发现B进程占据了资源，那就只能执行2，等B进程执行完以后，再执行3。就是进程间同步了。那么信号量是如何控制的呢？
我们先看看跟信号量有关的操作：
（1）创建或获取：如果是创建，必须初始化，如果是获取，不用初始化。
#include<sys/sem.h>
int semget ( key_t key, int nsems, int flag ) ；
第一个参数
：key_t key
每个进程间通讯都用一个非负整数的标识符加以引用，那么这个标识符的身份证就是key,称为“键”。
键key的数据类型是 key_t，在头文件#include<sys/types.h> 中被定义为长整型。
当你定义了键，
键由内核会变成标识符去使用。
那么如何或取键值呢？
#include<sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *path,int id);
ftok提供的唯一服务就是由一个路径名和项目id这两个值产生一个键。id是0-255之间的字符值。
第二个参数：表示信号量值的数量
第三个参数：flag 权限以及控制：
IPC_CREAT 如果存在信号量，则获取。
如果不存在，则创建。
（2）p 和 v 操作（减一和加一操作）
#include<sys/sem.h>
int semop ( int smid, struct sembuf *buf , int lenth )
第一个参数：semget()函数的返回值，也就是信号量ID。
第二个参数：是一个结构体指针，指向信号量操作数组，那么这个结构体是：
struct sembuf
{
short sem_num;//信号量在信号量集中的索引，0代表第一个信号量，1代表第二个...
short sem_op; //操作类型
short sem_flg;//操作标志
}
第三个参数：数组元素的个数。
(3)删除和初始化操作
#include <sys/sem.h>
int semctl(int semid, int semun ,int cmd, /*union semun arg*/)
第一个参数：semget()函数的返回值，也就是信号量ID。
第二个参数：是联合体semun 的成员val：
union semun
{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
}
第三个参数：cmd 常用的为初始化使用： IPC_STAT
删除使用 ： IPC_RMID
第四个参数：这个参数是可选用的，如果使用的话，就是联合体 union semun。
信号量基本的操作就是这些了，你一定要先搞懂这些函数的参数含义，才能使用。
实例：在A进程中用户循环输入，当输入ok的时候，B进程打印100以内的素数，然后用户在A进程中输入end结束操作。
那我们肯定会用到信号量的东西，你想当用户输入ok,B进程才输出，那么信号量该如何操控呢？是不是跟我们前面画的进程同步图是一样的操作呢？
哦，那如果A进程用户输入ok的时候，A进程不占用资源，B进程占用资源，等B进程把资源释放，或者B进程执行完毕，A进程再接着执行。
那是不是会用到 P V 操作呢？
p操作：就是占用一个资源，如果p操作成功，申请一个空闲资源（信号量-1），如果失败，这个进程会被阻塞。
v操作：就是释放一个被所占用的资源（信号量+1），负责把一个被阻塞的进程唤醒。
我们先思考思考。
代码实现：封装信号量操作函数
sem.h
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/sem.h>
#include<sys/types.h>
int semmid;
union semun
{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *arry;
};
void sem_get();//获取和创建信号量
void sem_p();//p操作
void sem_v();//v操作
void sem_del();//删除信号量
sem.c
#include "sem.h"
int semid;
void sem_get()
{
semid=semget((key_t)1234,1,0664);//用长整型数据1234，然后强转为key_t.设置信号量个数为1
if(semid==-1)
{
semid=semget((key_t)1234,1,0664|IPC_CREAT);//如果没有找到信号量，再次创建，必须初始化
assert(semid!=-1);
union semun a;
a.val=0;
if(semctl(semid,0,SETVAL,a)==-1)
{
perror("error\n");
exit(0);
}
}
}
void sem_p()
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num=0;//表示第一个信号量
buf.sem_op=-1;//信号操作类型
buf.sem_flg=SEM_UNDO;//操作标志
if(semop(semid,&buf,1)==-1)
{
perror("error\n");
exit(0);
}
}
void sem_v()
{
struct sembuf buf;
buf.sem_num=0;
buf.sem_op=1;
buf.sem_flg=SEM_UNDO;
if(semop(semid,&buf,1)==-1)
{
perror("error\n");
exit(0);
}
}
void sem_del()//删除信号量
{
if(semctl(semid,0,IPC_RMID)==-1)
{
perror("error\n");
exit(0);
}
}
进程A：
#include "sem.h"
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
sem_get();
char buff[128]={0};
while(1)
{
fgets(buff,128,stdin);
buff[strlen(buff)-1]=0;
if(strncmp(buff,"ok",2)==0)
{
sem_v();
}
if(strncmp(buff,"end",3)==0)
{
break;
}
}
}
进程B
#include "sem.h"
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
sem_get();
sem_p();
int i;
int j;
int flag=0;
for(i=1;i<100;i++)
{
flag=0;
for(j=2;j<i;j++)
{
if(i%j==0)
{
flag=1;
break;
}
}
if(flag==0)
printf("%d ",i);
}
sem_v();
}
结果测试：
那么进程间异步呢？
还记得上面那个union semun a 联合体的val成员吗？当a.val=0时，A进程服务B进程，当a.val>0时，A，B进程之间是竞争状态。也就是A,B进程同时进行P操作。