对System V 信号量的使用

该文章主要是讲解了sem_p,sem_v的操作,对于多进程同时操作共享内存时,利用对semget,semctl实现对互斥量的同步。

#include <sys/shm.h>

#include <sys/sem.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
#define SHMKEY 123456
#define SEMKEY 1234567
typedef struct SHMADDR{
int num;
}SHMADDR;
SHMADDR *addr;
int semid;
int shmid;
struct sembuf buf;
int sem_p(){
buf.sem_num=0;// 信号量的编号,p 和v 操作时是依赖这个参数来确定唤醒的是哪组信号量
buf.sem_op=-1;
buf.sem_flg=SEM_UNDO;//避免进程异常退出造成死锁。
semop(semid,&buf,1);
}
void sem_v()
{
buf.sem_num =0;
buf.sem_op =1;
buf.sem_flg =SEM_UNDO;
semop(semid,&buf,1);
}
void sig_handle(int arg)
{
printf("捕获到退出信号%d,pid=%d\n",arg,getpid());
shmctl(shmid,IPC_RMID,0);
semctl(semid,0,IPC_RMID);
exit(0);
}
void child_fork()// shared mem num+1;
{
while(1)
{
sem_p();// 进入临界区,信号量的值减一。则此时信号量的值为0.别的进程不在可以进入了。
addr->num +=1;
printf("child fork num is{%d}\n",addr->num);
sem_v();// 出来临界区,并且把信号量的值+1.又恢复成1.
sleep(1);
}
}
void parent_fork()// shared mem num -1;
{
while(1){
sem_p();
addr->num -=1;
printf("parent fork num is{%d}\n",addr->num);
sem_v();
sleep(1);
}
}
int main()
{
int pid;
shmid =shmget(SHMKEY,sizeof(SHMADDR),IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
addr = shmat(shmid,NULL,0);
addr->num =10;// 共享内存里的num 设置为10.
semid =semget(SEMKEY,1,IPC_CREAT|0600);/ /第二个参数设置为1. 是说明只有1组信号量在操作。
semctl(semid,0,SETVAL,1);// 信号量的值为1.
signal(SIGTERM,sig_handle);
signal(SIGINT,sig_handle);
pid =fork();
if (pid <0)
{
perror("fork()");
}
else if (pid ==0)
{
child_fork();
}
else if (pid >0)
{
parent_fork();
}
while (1);
return 0;
}
System V信号量是一种进程间通信机制,主要用于进程之间的同步和互斥操作。下面是使用System V信号量的基本步骤: 1. 创建或获取一个信号量集:可以通过semget函数创建一个新的信号量集,也可以通过semget函数获取一个已经存在的信号量集。 2. 初始化信号量:可以通过semctl函数设置初始值。 3. 对信号量进行P操作:可以通过semop函数执行P操作,即获取信号量的操作。如果信号量的值大于0,则将其减1并返回;否则,阻塞等待。 4. 对信号量进行V操作:可以通过semop函数执行V操作,即释放信号量的操作。将信号量的值加1并返回。 5. 删除信号量集:可以通过semctl函数删除信号量集。 注意事项: 1. 在使用信号量前,需要定义一个semun结构体,用于设置信号量集的属性。 2. 在使用信号量时,需要保证所有进程都能够访问到信号量集,可以通过将信号量集的ID保存在共享内存中,或者使用特殊的关键字来访问。 3. 在使用信号量时,需要注意信号量的值的范围,不能超过信号量的最大值。 下面是一个简单的使用System V信号量的示例程序: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/sem.h> union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; }; int main() { int semid; union semun arg; struct sembuf sb; // 创建信号量集 semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0666); if (semid == -1) { perror("semget"); exit(EXIT_FAILURE); } // 初始化信号量 arg.val = 1; if (semctl(semid, 0, SETVAL, arg) == -1) { perror("semctl"); exit(EXIT_FAILURE); } // P操作 sb.sem_num = 0; sb.sem_op = -1; sb.sem_flg = SEM_UNDO; if (semop(semid, &sb, 1) == -1) { perror("semop"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Enter critical section\n"); sleep(5); printf("Leave critical section\n"); // V操作 sb.sem_num = 0; sb.sem_op = 1; sb.sem_flg = SEM_UNDO; if (semop(semid, &sb, 1) == -1) { perror("semop"); exit(EXIT_FAILURE); } // 删除信号量集 if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, arg) == -1) { perror("semctl"); exit(EXIT_FAILURE); } exit(EXIT_SUCCESS); } ``` 这个程序创建了一个信号量集,初始化了一个信号量的值为1,然后执行了一个P操作,进入临界区并睡眠5秒钟,然后执行一个V操作,离开临界区,最后删除了信号量集。
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