关于linux进程间信号量的一点测试

最近在编程中要使用信号量来保证临界区资源访问排他性。在csdn上有篇文章，我觉得是简单入门。

http://blog.youkuaiyun.com/ljianhui/article/details/10243617

我对其中的代码进行编译测试。同时稍作修改，更符合我的代码实际使用情况，发现了一个可能比较隐晦的问题：在set_semvalue之后立即进行p-v操作，会出现和预期不同的结果。

#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(sem_id == -1)
        {
                perror("get semid");
                fprintf(stderr,"get sem_id failed\n");
                return -1;
        }

        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);
                }
                //sleep(2);
                //设置要输出到屏幕中的信息，即其参数的第一个字符
                //#if 0
                if(!semaphore_p())
                        exit(EXIT_FAILURE);
                fprintf(stderr,"pid %d p semaphore\n",getpid());
                //#endif
                message = argv[1][0];
                //fprintf(stderr,"get char message\n");
                //sleep(2);
                //#if 0
                if(!semaphore_v())
                        exit(EXIT_FAILURE);
                fprintf(stderr,"pid %d v semaphore\n",getpid());
                //#endif
                //sleep(2);
        }
        for(i = 0; i < 5; ++i)
        {
                //进入临界区
                if(!semaphore_p())
                        exit(EXIT_FAILURE);
                //fprintf(stderr,"pid %d p semaphore\n",getpid());
                //向屏幕中输出数据
                fprintf(stderr,"%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
                fprintf(stderr,"%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);
                //fprintf(stderr,"pid %d v semaphore\n",getpid());
                sleep(rand() % 2);
        }
        if(!semaphore_p())
              exit(EXIT_FAILURE);

        sleep(3);
        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");
                perror("delete semaphoer:");
        }
}

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;
}

xxx@apserver:~/test/sem$ ./a.out 5 & ./a.out 6
[1] 12895
pid 12895 p semaphore
pid 12895 v semaphore
5pid 12896 p semaphore
pid 12896 v semaphore
6555666565656555666
12895 - finished


12896 - finished
[1]+  Done                    ./a.out 5


并没有成双成对的55和66出现。

如果在set_semvalue之后进行一个延时操作，就正常表现了。