sem_open() sem_wait() sem_post()

这三个函数是在应用层使用信号量的操作函数， 具体作用如下：

1 .sem_open()

函数说明：创建并初始化有名信号灯。

头文件：#include <semaphore.h>

函数原型：

sem_t *sem_open(const char *name,int oflag,mode_t mode,unsigned int value);

参数：

name 信号灯的外部名字

oflag 选择创建或打开一个现有的信号灯

mode 权限位

value 信号灯初始值

返回值：

成功时返回指向信号灯的指针，出错时为SEM_FAILED

oflag参数可以是0、O_CREAT（创建一个信号灯）或O_CREAT|O_EXCL（如果没有指定的信号灯就创建），如果指定了O_CREAT，那么第三个和第四个参数是需要的；其中mode参数指定权限位，value参数指定信号灯的初始值，通常用来指定共享资源的书面。该初始不能超过SEM_VALUE_MAX，这个常值必须低于为32767。二值信号灯的初始值通常为1，计数信号灯的初始值则往往大于1。

如果指定了O_CREAT（而没有指定O_EXCL），那么只有所需的信号灯尚未存在时才初始化它。所需信号灯已存在条件下指定O_CREAT不是一个错误。该标志的意思仅仅是“如果所需信号灯尚未存在，那就创建并初始化它”。但是所需信号灯等已存在条件下指定O_CREAT|O_EXCL却是一个错误。

sem_open返回指向sem_t信号灯的指针，该结构里记录着当前共享资源的数目。

例子：

　　#include <semaphore.h>
　　#include <unistd.h>
　　#include <stdio.h>
　　#include <stdlib.h>
　　#include <fcntl.h>
　　int main(int argc,char **argv)
　　{
　　sem_t *sem;
　　if(argc!=2)
　　{
　　printf(“please input a file name!\n”);
　　exit(1);
　　}
　　sem=sem_open(argv[1],O_CREAT,0644,1);
　　exit(0);
　　}

2. sem_wait()， sem_trywait(), sem_timedwait()
函数原形：

int sem_wait(sem_t * sem);

函数作用：
sem_wait函数也是一个原子操作，它的作用是从信号量的值减去一个“1”，但它永远会先等待该信号量为一个非零值才开始做减法。
也就是说，如果你对一个值为2的信号量调用sem_wait(),线程将会继续执行，这信号量的值将减到1。
如果对一个值为0的信号量调用sem_wait()，这个函数就 会地等待直到有其它线程增加了这个值使它不再是0为止。
如果有两个线程都在sem_wait()中等待同一个信号量变成非零值，那么当它被第三个线程增加 一个“1”时，等待线程中只有一个能够对信号量做减法并继续执行，另一个还将处于等待状态。

sem_wait() 减小(锁定)由sem指定的信号量的值.如果信号量的值比0大,
那么进行减一的操作,函数立即返回.
如果信号量当前为0值,那么调用就会一直阻塞直到或者是信号量变得可以进行减一的操作
(例如,信号量的值比0大),或者是信号处理程序中断调用

sem_trywait() 和 sem_wait()是一样的,除了如果不能够对信号量立即进行减一,
那么sem_trywait()就会返回一个错误(错误号是AGAIN)而不是锁定.
sem_timedwait() 和 sem_wait()是一样的,除了如果减一操作不能立即执行的话,
abs_timeout 指定了调用应该被阻塞的时间限制.
abs_timeout 参数指向了一个结构体指定了由秒和纳秒组成的绝对的超时值:
从1970-01-01 00:00:00 +0000纪元开始的UTC,结构体的定义如下:
struct timespec
{
time_t tv_sec; /* Seconds */
long tv_nsec; /* Nanoseconds [0 .. 999999999] */
};
如果超时值已经超过了调用规定的值,那么信号量不能被立即锁定,
之后sem_timedwait() 为超时失败(error设置为ETIMEDOUT).

如果操作立即生效,那么sem_timedwait() 永远不会返回超时的错误,不管abs_timeout的值.
更进一步的是,在这种情况下abs_timeout值的有效性都不会检查.
返回值:
所有的函数成功返回0,错误的话信号量的值不改动,返回-1.errno设定来标识错误.

EINTR
The call was interrupted by a signal handler; see signal(7). //调用被信号处理中断
EINVAL
sem is not a valid semaphore.   //sem不是有效的信号量
The following additional error can occur for sem_trywait():  //下面的错误是sem_trywait()可能发生的:
EAGAIN
The operation could not be performed without blocking (i.e., the semaphore currently has the value zero).  //除了锁定无法进行别的操作(如信号量当前是0值).
The following additional errors can occur for sem_timedwait():
//下面的错误是sem_timedwait()可能发生的:
EINVAL
The value of abs_timeout.tv_nsecs is less than 0, or greater than or equal to 1000 million. //abs_timeout.tv_nsecs 的值比0小或者大于等于1000毫秒(译者注:纳秒的值不能比0小,不能比1秒大)
ETIMEDOUT 
The call timed out before the semaphore could be locked. //在信号量锁定之前就超时了

范例：

//(有些琐碎的)程序以下展示了在一个未命名的信号量上的操作.程序请求2个命令行参数,
//第一个参数指定一个秒的参数来作为报警的定时器来产生SIGALRM信号.
//信号处理程序执行sem_post(3)来增加在main()函数中使用sem_wait()等待的信号量的值.
//第二个命令行参数指定超时的长度,为sem_timedwait()使用秒为单位.
//以下展示了程序的执行的不同效果.
$ ./a.out 2 3
About to call sem_timedwait()
sem_post() from handler
sem_getvalue() from handler; value = 1
sem_timedwait() succeeded
$ ./a.out 2 1
About to call sem_timedwait()
sem_timedwait() timed out
Program source
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
sem_t sem;
#define handle_error(msg) /
do
{
perror(msg);
exit(EXIT_FAILURE);
} while (0)
static void
handler(int sig)
{
write(STDOUT_FILENO, "sem_post() from handler/n", 24);
if (sem_post(&sem) == -1)
{
write(STDERR_FILENO, "sem_post() failed/n", 18);
_exit(EXIT_FAILURE);
}
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
struct sigaction sa;
struct timespec ts;
int s;
if (argc != 3)
{
fprintf(stderr, "Usage: %s /n",
argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (sem_init(&sem, 0, 0) == -1)
handle_error("sem_init");
/* Establish SIGALRM handler; set alarm timer using argv[1] */
sa.sa_handler = handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = 0;
if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL) == -1)
handle_error("sigaction");
alarm(atoi(argv[1]));
/* Calculate relative interval as current time plus
number of seconds given argv[2] */
if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == -1)
handle_error("clock_gettime");
ts.tv_sec += atoi(argv[2]);
printf("main() about to call sem_timedwait()/n");
while ((s = sem_timedwait(&sem, &ts)) == -1 && errno == EINTR)
continue; /* Restart if interrupted by handler */
/* Check what happened */
if (s == -1)
{
if (errno == ETIMEDOUT)
printf("sem_timedwait() timed out/n");
else
perror("sem_timedwait");
}
else
printf("sem_timedwait() succeeded/n");
exit((s == 0) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE);
}

3. sem_post()
函数原形：

int sem_post(sem_t *sem);

sem_post函数的作用是给信号量的值加上一个“1”，它是一个“原子操作”－－－即同时对同一个信号量做加“1”操作的两个线程是不会冲突的；而同 时对同一个文件进行读、加和写操作的两个程序就有可能会引起冲突。信号量的值永远会正确地加一个“2”－－因为有两个线程试图改变它。
返回值：
sem_post() 成功时返回 0；错误时，信号量的值没有更改，-1 被返回，并设置 errno 来指明错误。
错误：

EINVAL    //sem 不是一个有效的信号量。
EOVERFLOW   //信号量允许的最大值将要被超过。