IPC——信号量
Linux进程间通信——使用信号量
这篇文章将讲述别一种进程间通信的机制——信号量。注意请不要把它与之前所说的信号混淆起来,信号与信号量是不同的两种事物。有关信号的更多内容,可以阅读我的另一篇文章:Linux进程间通信——使用信号。下面就进入信号量的讲解。
int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);
int semop(int sem_id, struct sembuf *sem_opa, size_t num_sem_ops);
sem_id是由semget返回的信号量标识符,sembuf结构的定义如下:
struct sembuf{
short sem_num;//除非使用一组信号量,否则它为0,一般从0,1,...num_secs-1
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
};
int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, ...);
如果有第四个参数,它通常是一个union semum结构,定义如下:
union semun{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *arry;
};
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/sem.h> union semun
{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *arry;
}; static int sem_id = 0; static int set_semvalue();
static void del_semvalue();
static int semaphore_p();
static int semaphore_v(); int main(int argc, char *argv[])
{
char message = 'X';
int i = 0; //创建信号量
sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT); if(argc > 1)
{
//程序第一次被调用,初始化信号量
if(!set_semvalue())
{
fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//设置要输出到屏幕中的信息,即其参数的第一个字符
message = argv[1][0];
sleep(2);
}
for(i = 0; i < 10; ++i)
{
//进入临界区
if(!semaphore_p())
exit(EXIT_FAILURE);
//向屏幕中输出数据
printf("%c", message);
//清理缓冲区,然后休眠随机时间
fflush(stdout);
sleep(rand() % 3);
//离开临界区前再一次向屏幕输出数据
printf("%c", message);
fflush(stdout);
//离开临界区,休眠随机时间后继续循环
if(!semaphore_v())
exit(EXIT_FAILURE);
sleep(rand() % 2);
} sleep(10);
printf("\n%d - finished\n", getpid()); if(argc > 1)
{
//如果程序是第一次被调用,则在退出前删除信号量
sleep(3);
del_semvalue();
}
exit(EXIT_SUCCESS);
} static int set_semvalue()
{
//用于初始化信号量,在使用信号量前必须这样做
union semun sem_union; sem_union.val = 1;
if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)
return 0;
return 1;
} static void del_semvalue()
{
//删除信号量
union semun sem_union; if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");
} static int semaphore_p()
{
//对信号量做减1操作,即等待P(sv)
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1;//P()
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");
return 0;
}
return 1;
} static int semaphore_v()
{
//这是一个释放操作,它使信号量变为可用,即发送信号V(sv)
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1;//V()
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, "semaphore_v failed\n");
return 0;
}
return 1;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> int main(int argc, char *argv[])
{
char message = 'X';
int i = 0;
if(argc > 1)
message = argv[1][0];
for(i = 0; i < 10; ++i)
{
printf("%c", message);
fflush(stdout);
sleep(rand() % 3);
printf("%c", message);
fflush(stdout);
sleep(rand() % 2);
}
sleep(10);
printf("\n%d - finished\n", getpid());
exit(EXIT_SUCCESS);
}
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