信号量实质上是一个用来描述临界资源数目的计数器。本身不具有数据交换的功能，而是通过控制其他的通信资源（文件，外部设备）来实现进程间通信，它本身只是一种外部资源的标识。信号量在此过程中负责数据操作的互斥、同步等功能。
当进程不再使用一个信号量控制的共享资源时，信号量的值+1，对信号量的值进行的增减操作均为原子是操作，这是由于信号量主要的作用是维护资源的互斥或多进程的同步访问。在信号量的创建及初始化上，不能保证操作均为原子性。
为什么要用到信号量呢？
当一个临界资源同时被多个进程访问时容易出现错误，那么就必须有一种机制来让代码的临界区域只能有一个线程来访问。临界区域是指执行数据更新的代码需要独占式地执行。也就是说信号量实际上是来协调临界资源被进程访问的。其中进程间通行的另一种方式共享内存就要使用采用信号量。
信号量常见的操作有P()操作和V()操作。
P(sv)：如果sv的值等于零，就给它减1；如果它的值为零，就挂起该进程的执行
V(sv)：如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，如果没有进程因等待sv而挂起，就给它加1.
举例说明：一个教室一次只能有一个人学习。当几个人同时想进教室学习，但是最多只能进一个，这时管理教室的人就会让最先到达的人进教室学习，然后教室的信息（容量）由1变为0；后面的人依次排队，等第一个人出来之后信息由0变为1；这里的进教室就相当于P()操作，出教室相当于V()操作，而等待的人相当于进程挂起！
下来看看如何创建一个信号量，这里用到的函数是semget();先来看看他的参数
key值和前面的消息队列key一样，是一个唯一的标识，第二个参数是第多少个信号量，第三个参数和管道的格式是一个IPC_CREAT和IPC_EXCL。
信号量的销毁函数为semctl();各个参数如下
其中semun是一个联合体对象，调用的时候在头文件里声明一下。
调用PV所用到的函数是semop函数，先来看看semop参数
第一个参数就是要操作的信息量ID，第二个参数是一个结构体的地址，第三个第四个分别是结构体里的元素。
这里如果要进行P操作，实参传的就是-1，如果是V操作参数传的就是1；
具体的在代码里看（采用接口封装方式）
comm.h
#ifndef _COMM_H_
#define _COMM_H_
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#define PATHNAME "."
#define PROJ_ID 0x6666
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
struct seminfo *_buf;
};
int initSemset(int semid, int num, int val);
int creatSemset(int nums);
int getSemset(int nums);
int destroySemset(int semid);
int P(int semid, int nums);
int V(int semid, int nums);
#endif
comm.c
#include "comm.h"
static int commSemset(int nums, int flags)
{
key_t _key = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
if(_key < 0){
perror("ftok");
return -1;
}
int semid = semget(_key, nums, flags);
if(semid < 0){
perror("semget");
return -2;
}
return semid;
}
int initSemset(int semid, int num, int val){
union semun _un;
_un.val = val;
if(semctl(semid, num, SETVAL, _un) < 0){
perror("semstl");
return -1;
}
return 0;
}
int creatSemset(int nums){
return commSemset(nums, IPC_CREAT|IPC_EXCL);
}
int getSemset(int nums){
return commSemset(nums, IPC_CREAT);
}
int destroySemset(int semid){
if(semctl(semid, 0, IPC_RMID) < 0){
perror("semctl");
return -1;
}
return 0;
}
static int commPV(int semid ,int nums, int op){
struct sembuf _sf;
_sf.sem_num = nums;
_sf.sem_op = op;
_sf.sem_flg = 0;
if(semop(semid, &_sf, 1) < 0){
perror("semop");
return -1;
}
return 0;
}
int P(int semid, int nums){
return commPV(semid, nums, -1);
}
int V(int semid, int nums){
return commPV(semid, nums, 1);
}
可以看到打印出来的A和B是随机输出的，那是因为两个进程防伪同一块临界区域时，先后次序是内核随机读取的，所以会随机的输出。当采用信号量来加以约束时，会将临界区域保护起来，等一个进程访问完后，另一个进程再进行访问！将会出现A和B成对的出现！即信号量满足原子性！
test_sem.c
#include "comm.h"
int main()
{
int semid = creatSemset(12);
initSemset(semid, 0, 1);
if(fork() == 0){
int _semid = getSemset(0);
while(1){
P(_semid, 0);
printf("A");
fflush(stdout);
usleep(124556);
printf("A ");
fflush(stdout);
usleep(545);
V(_semid, 0);
}
}
else{
while(1){
P(semid, 0);
printf("B");
fflush(stdout);
usleep(124556);
printf("B ");
fflush(stdout);
usleep(345);
V(semid, 0);
}
}
return 0;
}
当采用了信号量的P操作后，相当于已经有一个进程正在访问它了，但是如果正在访问临界区域的这个进程意外死掉之后，信号量只进行了-1操作，没有+1,。那么这块临界区域相当于被锁死了，打开临界区域的钥匙已经随进程的死亡而消失了，这时候就会造成临界区域被永久锁死的现象，以后这块区域不会再被访问到了！
为了防止这种问题的出现，semop函数会指定一个标志sem_undo，每个内核对IPC信号量资源所执行的可撤销操作，都存放在一个叫sem_undo的数据结构中，比如上个例子中semop()做的+1,-1这两个操作，在进程结束时，内核就做了一个sem_undo的数据结构中记录的数值的反向操作，来达到IPC信号量计数器回滚的目的。
IPC_UNDO标志保证进程终止后，它对信号量的修改都撤销，好像它从来没有操作过信号量一样。