Linux--进程间通信-信号量

程序员文章站 2022-05-18 19:45:34

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一、什么是信号量
就是一种用来描述某种资源数量个数的计数器，通过控制其他通信资源来实现进程通信。它在此过程中负责数据的互斥、同步等。互斥，就是在同一时间段内，A、B两个进程只有一个进程在运行。同步。就是A 进程完成之后，B进程接着完成，有一定的执行顺序。

二、工作原理
两种操作模式，P操作和V操作。

P操作（就是申请资源，信号量进行减一操作）

V操作（释放资源，信号量进行加一操作）

三、 ipcs -s 查看semid

ipcrm -s id 删除id

四、主要函数
shmget 创建信号量

shmctl 删除

shmop P/V 操作

函数原型： int semop(int sem_id,struct sembuf *sops,size_t nsops);

sem_id 就是通过shmget函数创建得到的

struct sembuf *sops 参数sops指向一个结构体数组中，每个sembuf结构体对应一个信号的操作。结构体如下

struct sembuf
{
unsigned short sem_num;//sem_num是信号集中的索引，0代表第一个，1，代表第二个。。。 
short sem_op; //操作类型，1 -->V操作，-1-->P操作
short sem_flg; //操作标志 
 };

sem_flg标志有两种 IPC_NOWAIT 或 SEM_UNDO 两种。如果操作指定 SEM_UNDO（我下面给的是0），它将会自动撤销该进程在终止时。
nsops 就是sops 的个数
~~ ~~~~~~~~~~ ~~~~********** man 函数名可查看函数的用法**********~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

五、代码实现
comm.h

#pragma once  
   #include<stdio.h>  
   #include<stdlib.h>  
   #include<unistd.h>  
   #include<sys/types.h>  
   #include<sys/ipc.h>  
   #include<sys/sem.h>  
   #define _PATH_ "."  
   #define _PROG_ID_ 0x6675  
    
   union semun  
   {  
      int val;  
      struct semid_ds *buf;   
      unsigned short *array;  
      struct seminfo *__buf;  
  };  
  int creatSem(int nsems);  
  int get_Sem();  
  int initSem(int sem_id,int Which);  
  int destroySem(int sem_id);  
  int V_Sem(int sem_id,int which);  
  int P_Sem(int sem_id,int which);  
  static int op_Sem(int sem_id,int op,int which);

comm.c

#include"comm.h"  
   int creatSem(int nsems)  
   {  
       key_t  _key=ftok(_PATH_,_PROG_ID_);  
       if(_key<0)  
       {  
           perror("ftok");  
           return -1;  
       }  
      umask(0);  
      int sem_Flg=IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666;  
      int sem_id=semget(_key,nsems,sem_Flg);  
      if(sem_id<0)  
      {  
          perror("semget");  
          return -1;  
      }  
      return sem_id;  
  }  
    
  int get_Sem()  
  {  
      key_t k=ftok(_PATH_,_PROG_ID_);  
      return semget(k,0,0);  
  }  
  static int op_Sem(int sem_id,int op,int which)  
  {  
      struct sembuf sem;  
      sem.sem_num=which;  
      sem.sem_op=op;  
      sem.sem_flg=0;  
      return semop(sem_id,&sem,1);  
    
  }  
    
  int initSem(int sem_id,int Which)  
  {  
      union semun _semum;  
      _semum.val=1;  
     int ret= semctl(sem_id,Which,SETVAL,_semum);  
     if(ret==-1)  
     {  
             perror("semctl");  
             return ret;  
     }  
     return ret;  
  }  
  int P_Sem(int sem_id,int which)  
  {  
      int ret=op_Sem(sem_id,-1,which);  
      if(ret==-1)  
     {  
          perror("p_sem");  
          return -1;  
      }  
          return ret;  
    
 }  
  int V_Sem(int sem_id,int which)  
  {  
      int ret=op_Sem(sem_id,1,which);  
      if(ret==-1)  
      {  
          perror("V_Sem");  
          return ret;  
      }  
      return ret;  
  }  
    
  int destroySem(int sem_id)  
  {  
      int ret=semctl(sem_id,0,IPC_RMID,NULL);  
      if(ret==-1)  
      {  
          perror("semtrl");  
          return -1;  
      }  
      return ret;  
    
  }

my_shm.c

#include"comm.h"  
   int main()  
   {  
        int sem_id=creatSem(1);  
       initSem(sem_id,0);  
       pid_t id=fork();  
       if(id<0)  
       {  
           perror("for");  
          return -1;  
      }  
      else if(id==0)  
      {  
          int sem_id=get_Sem();  
          while(1)  
         {  
    
              P_Sem(sem_id,0);  
              printf("A");  
              fflush(stdout);  
              sleep(1);  
              printf("A");  
              fflush(stdout);  
              sleep(2);  
              V_Sem(sem_id,0);  
          }  
    
      }else  
      {  
          while(1)  
          {  
              P_Sem(sem_id,0);  
              printf("B");  
              fflush(stdout);  
              sleep(1);  
              printf("B");  
              fflush(stdout);  
              sleep(1);  
              V_Sem(sem_id,0);  
          }  
          waitpid(id,NULL,0);  
      }  
    
  }

不用信号量之前（如下图）可以看出打印结果是随机的。

Linux--进程间通信-信号量