在 POSIX 標準中，信號量分兩種，一種是無名信號量，一種是有名信號量。無名信號量一般用于線程間同步或互斥，而有名信號量一般用于進程間同步或互斥。它們的區別和管道及命名管道的區別類似，無名信號量則直接保存在內存中，而有名信號量要求創建一個文件。前面我們學習了無名信號量的使用（詳情請看《無名信號量》），這里我們學習有名信號量的使用。

1）創建一個有名信號量

所需頭文件：

#include <fcntl.h>

#include <sys/stat.h>

#include <semaphore.h>

當有名信號量存在時使用：
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag);


當有名信號量不存在時使用：
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag,?mode_t mode, unsigned int value);

功能：

創建一個有名信號量。

參數：

name：信號量文件名。注意，不能指定路徑名。因為有名信號量，默認放在/dev/shm?里，如下圖：

flags：sem_open() 函數的行為標志。

mode：文件權限(可讀、可寫、可執行)的設置。

value：信號量初始值。

返回值：

成功：信號量的地址

失敗：SEM_FAILED

2）關閉有名信號量

所需頭文件：

#include <semaphore.h>

int sem_close(sem_t *sem);
功能：

關閉有名信號量。

參數：

sem：指向信號量的指針。

返回值：

成功：0

失敗：-1

3）刪除有名信號量文件

所需頭文件：

#include <semaphore.h>

int sem_unlink(const char *name);
功能：

刪除有名信號量的文件。

參數：

name：有名信號量文件名。

返回值：

成功：0

失敗：-1

4）信號量 PV 操作

用法和《POSIX 無名信號量》一樣，詳情請點此鏈接。

有名信號量實現進程間互斥功能：

#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); //信號量減一while(*str!='\0'){putchar(*str); fflush(stdout);str++;sleep(1);}printf("\n"); sem_post(sem); //信號量加一 }int main(int argc, char *argv[]) {pid_t pid;sem_t *sem = NULL;pid = fork(); //創建進程if(pid<0){ //出錯perror("fork error");}else if(pid == 0){ //子進程//跟open()打開方式很相似,不同進程只要名字一樣，那么打開的就是同一個有名信號量sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信號量值為 1if(sem == SEM_FAILED){ //有名信號量創建失敗perror("sem_open");return -1;}char *str1 = "hello";printer(sem, str1); //打印sem_close(sem); //關閉有名信號量_exit(1);}else if(pid > 0){ //父進程//跟open()打開方式很相似,不同進程只要名字一樣，那么打開的就是同一個有名信號量sem = sem_open("name_sem", O_CREAT|O_RDWR, 0666, 1); //信號量值為 1if(sem == SEM_FAILED){//有名信號量創建失敗perror("sem_open");return -1;}char *str2 = "world";printer(sem, str2); //打印sem_close(sem); //關閉有名信號量wait(pid, NULL); //等待子進程結束}sem_unlink("name_sem");//刪除有名信號量return 0; }

運行結果如下：

有名信號量實現進程間同步功能（print2 先打印，再到 print1 打印）：

print1.c 代碼如下：

#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\n", 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 代碼如下：

#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\n", 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; }

刪除有名信號量示例代碼如下：

#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"); //刪除信號量文件sem_print1sem_del("sem_print2"); //刪除信號量文件sem_print2return 0; }

makefile 代碼如下：

all:gcc sem_del.c -o sem_del -lpthreadgcc print1.c -o print1 -lpthreadgcc print2.c -o print2 -lpthread clean:rm sem_del print1 print2

運行程序時，先把有名信號量刪除（sem_del），再分別運行 print1 和 print2：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Linux系统编程】进程同步与互斥：POSIX有名信号量的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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