信号量的使用是用来保护共享资源，使得资源在一个时刻只有一个进程（线程）所拥有。当信号量的值为正的时候，说明它空闲，所测试的线程可以锁定而使用它。若为0，说明它被占用，测试的线程要进入睡眠队列中，等待被唤醒。
信号量分为有名信号量和无名信号量。有名信号量，其值保存在文件中，可以用来进程间的同步。无名信号量，其值保存在内存中，主要用来线程间同步。
有名信号量的创建：
#include <semaphore.h>
sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, ... /* mode_t mode, unsigned int value */ );
返回值：若成功则返回指向信号量的指针，若出错则返回SEM_FAILED
如果使用一个现存的有名信号量，我们只需指定两个参数：信号量名和oflag（oflag取0）。把oflag设置为O_CREAT标志时，如果指定的信号量不存在则新建一个有名信号量；如果指定的信号量已经存在，那么打开使用，无其他额外操作发生
如果我们想要确保我们在创建一个新的信号量，可以把oflag参数设置为：O_CREAT|O_EXCL。如果信号量已经存在的话，这会导致sem_open调用失败。
无名信号量的创建：信号量的函数都以sem_开头，线程中使用的基本信号函数有4个，他们都声明在头文件semaphore.h中，该头文件定义了用于信号量操作的sem_t类型：
【sem_init函数】：
该函数用于创建信号量，原型如下：
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
该函数初始化由sem指向的信号对象，设置它的共享选项，并给它一个初始的整数值。pshared控制信号量的类型，如果其值为0，就表示信号量是当前进程的局部信号量，否则信号量就可以在多个进程间共享，value为sem的初始值。
该函数调用成功返回0，失败返回-1。
线程同步典型的案例即为生产者消费者模型，而借助条件变量来实现这一模型，是比较常见的一种方法。假定有两个线程，一个模拟生产者行为，一个模拟消费者行为。两个线程同时操作一个共享资源（一般称之为汇聚），生产向其中添加产品，消费者从中消费掉产品。
/*信号量实现 生产者 消费者问题 需要两个锁，如果producer没有锁的话，它会一直产生products没有限制*/
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <semaphore.h>
#define NUM 5
int queue[NUM]; //全局数组实现环形队列
sem_t blank_number, product_number; //空格子信号量, 产品信号量
void *producer(void *arg){
int i = 0;
while (1) {
sem_wait(&blank_number); //生产者将空格子数--,为0则阻塞等待
queue[i] = rand() % 1000 + 1; //生产一个产品
printf("----Produce---%d\n", queue[i]);
sem_post(&product_number); //将产品数++
i = (i+1) % NUM; //借助下标实现环形
sleep(rand()%3);
}
}
void *consumer(void *arg){
int i = 0;
while (1) {
sem_wait(&product_number); //消费者将产品数--,为0则阻塞等待
printf("-Consume---%d\n", queue[i]);
queue[i] = 0; //消费一个产品
sem_post(&blank_number); //消费掉以后,将空格子数++
i = (i+1) % NUM; //借助下标实现环形
sleep(rand()%3);
}
}
int main(int argc, char *argv[]){
pthread_t pid, cid;
sem_init(&blank_number, 0, NUM); //初始化空格子信号量为5
sem_init(&product_number, 0, 0); //产品数为0
pthread_create(&pid, NULL, producer, NULL);
pthread_create(&cid, NULL, consumer, NULL);
pthread_join(pid, NULL);
pthread_join(cid, NULL);
sem_destroy(&blank_number);
sem_destroy(&product_number);
return 0;
}
Note:如果是简单的生产者消费者模型，一个写一个读， 只需要WriteIdx, ReadIdx, 当 WriteIdx > readIdx, 就可以读取数据了。 semaphore 主要是用在多核竞争的时候，比如说，两个核同时对global variable 进行写操作的时候。
