什么是信号信号量

为了防止出现多个程序同时访问一个共享资源而引发的一系列问题，我们用信号量来授权，在任一时刻只能有一个执行线程访问代码的临界区，临界区是指执行数据更新的代码需要独占式地执行。
信号量是一个特殊的变量，程序对其访问都是原子操作，且只允许对他进行等待（P）和发送(V)信息操作。

信号量的工作原理

由于信号量只能进行两种操作等待和发送信号，如下：
P(sv) :如果sv的值大于零，就给他减一；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，就让他恢复，如果没有进程因等待ｓｖ而挂起就给他加１.

sem_undo数据结构

以往使用信号量的情形通常都是用于进程间互斥，锁定临界区。信号量还是比文件锁有优势的，效率不是高那么一点，起码不用打开文件关闭文件这些耗时的工作。但是信号量最大的一个问题就是一旦锁定，若在解锁之前出现程序崩溃等segment fault问题，将直接导致锁定的信号量无法恢复，形成永久占用。文件锁则没有这个问题，进程的退出将导致文件描述符关闭，在该描述符上进行的锁定操作就自行解除了。

好在设计者们已经考虑了这个问题，在加锁的时候回有一个UNDO的设置，也就是在调用semop的时候指定操作结构体当中可以放置一个UNDO参数，调用方式如下：
semop(sem_id, &lock_sem, 1);
其中sem就是定义的一个操作结构体，一般定义为：
static struct sembuf lock_sem = {
0, -1, SEM_UNDO
};
static struct sembuf unlock_sem = {
0, 1, SEM_UNDO
};

sembuf结构定义如下：

struct sembuf{
short sem_num;//除非使用一组信号量，否则它为0
short sem_op;//信号量在一次操作中需要改变的数据，通常是两个数，一个是-1，即P（等待）操作，
//一个是+1，即V（发送信号）操作。
short sem_flg;//通常为SEM_UNDO,使操作系统跟踪信号，
//并在进程没有释放该信号量而终止时，操作系统释放信号量
};
这样的UNDO选项会让内核记录一个与调用进程相关的UNDO记录，如果该进程崩溃，则根据这个进程的UNDO记录自动恢复相应信号量的计数值。