Linux 将二元信号量P/V操作,封装成动态/静态库,并分别使用并测试

本文介绍了P/V操作的基本概念及其在进程间通信中的应用,详细讲解了如何使用ftok函数生成唯一标识符,并通过示例代码展示了如何利用信号量实现父子进程间的同步。

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P,V操作 

    PV操作与信号量的处理相关,P表示通过的意思,V表示释放的意思。 

    ftok函数,先不去了解它的作用来先说说为什么要用它,共享内存,消息队列,信号量他们三个都是找一个中间介质来进行通信的,这种介质多的是。就是怎么区分开来,就像唯一一个身份证来区分人一样。只要唯一就行,就想起来了文件的设备编号和节点,它是唯一的,但是直接用它来做识别好像不太好,不过可以用它来产生一个号。ftok()就出场了。

    ftok函数具体形式如下:key_t ftok(const char* pathname,int proj_id); 

    其中参数name是指定的文件名,这个文件必须是存在的而且可以访问的。id是子序列号,它是一个8bit位的整数。函数执行成功,则会返回key_t 值,否则返回-1.在一般的UNIX中,通常是将文件的索引节点取出,然后在前面加上子序号就得到key_t的值。 

未加P,V操作

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
	pid_t id = fork();
	if(id == 0)
	{ //child
		while(1)
		{
			printf("A");
			fflush(stdout);
			usleep(10000);
			printf("A");
			fflush(stdout);
			usleep(30000);
		}
	}
	else
	{ //father
		while(1)		
		{
			printf("B");
			fflush(stdout);
			usleep(20000);
			printf("B");
			fflush(stdout);
			usleep(60000);
		}
		wait(NULL);
	}
	return 0;
}

运行结果:


加pv操作:

comm.h

#pragma once

#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;						//使用的值
	struct semid_ds *buf;			//使用缓存区
	unsigned short  *array;			//使用的数组
	struct seminfo  *_buf;			//(Linux特有)使用缓存区
};


int createSemSet(int nums);
int initSem(int semid,int nums,int initVal);
int getSemSet(int nums);
int P(int semid,int who);
int V(int semin,int who);
int destroySemSet(int semid);

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 createSemSet(int nums)
{
	return commSemSet(nums,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
}

int getSemSet(int nums)
{
	return commSemSet(nums,IPC_CREAT);
}

int initSem(int semid,int nums,int initval)
{
	union semun _un;
	_un.val = initval;
	if(semctl(semid,nums,SETVAL,_un) < 0)   //SETVAL 设置信号量集中的信号量的计数值
	{
		perror("semtcl");
		return -1;
	}

	return 0;
}

static int commPV(int semid,int who,int op)
{
	struct sembuf _sf;
	_sf.sem_num = who;		//sem_num是信号量的编号,0代表第1个信号量
	_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 who)
{
	return commPV(semid,who,-1);
}

int V(int semid,int who)
{
	return commPV(semid,who,1);
}

int destroySemSet(int semid)
{
	if(semctl(semid,0,IPC_RMID) < 0)
	{
		perror("semctl");
		return -1;
	}
}

test_sem.c

#include"comm.h"

int main()
{
	int semid = createSemSet(1);
	initSem(semid,0,1);
	pid_t id = fork();

	if(id == 0)
	{ //child
		int _semid = getSemSet(0);
		while(1)
		{
			P(_semid,0);
			printf("A");
			fflush(stdout);
			usleep(10000);
			printf("A");
			fflush(stdout);
			usleep(30000);
			V(_semid,0);
		}
	}
	else
	{ //father
		while(1)		
		{
			P(semid,0);
			printf("B");
			fflush(stdout);
			usleep(20000);
			printf("B");
			fflush(stdout);
			usleep(60000);
			V(semid,0);
		}
		wait(NULL);
	}
	destroySemSet(semid);
	return 0;
}

运行结果:

封装静态库

封装动态库


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