IO线程进程、6，信号灯集_io进程中信号灯集-优快云博客

本文详细介绍了如何使用SystemV信号灯集在Unix系统中实现进程间的同步，包括创建信号灯集、初始化、P/V操作以及父子进程通过信号灯控制共享内存的读写。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

使用共享内存实现信号灯集

用于进程/线程实现同步或互斥机制

信号灯的类型:

        Posix 无名信号灯(信号量)

        Posix 有名信号灯(有对应文件)

        System V 信号灯

含义:

        计数信号灯(代表某类资源):无名／有名

        System　V　信号灯是一个或多个计数信号灯的集合

        可同时操作集合中的多个信号灯

        申请多个资源时避免死锁

使用步骤: 1.打开/创建 semget

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
        返回值: 成功返回信号灯集的id;失败 -1
        key_t key: 关联的key
        int nsems: 集合中包含的计数信号灯个数
        int semflg: 标志位 IPC_CREAT|0666 IPC_EXECL(如果已创建则失败)

2.信号灯初始化 semctl

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
        返回值: 成功返回0;失败 EOF
        int semid: 要操作的信号灯集ID
        int semnum: 要操作的集合中的信号灯编号(从0开始类似数组下标)
        int cmd: 执行的操作 SETVAL IPC_RMID
        union semun: 取决于cmd (需要自己定义这个共用体)

3.信号灯集的P/V操作 semop

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);
        返回值: 成功返回0;失败-1
        int semid: 要操作的信号灯集
        struct sembuf *sops: 描述对信号灯操作的结构体(多个信号灯操作应该定义对应结构体数组)
        unsigned nsops: 要操作的信号灯的个数
        系统头文件定义好的结构体:
        struct sembuf{
            short semnum;
            short sem_op;
            short sem_flg;
        };
        semnum: 信号灯编号
        sem_op: 负数(-1):P操作; 正数(1):V操作
        sem_flg: 0/IPC_NOWAIT

练习: 父子进程通过System V信号灯同步对共享内存的读写

/*===============================================
*   文件名称：sem_shm.c
*   创 建 者：WM
*   创建日期：2023年09月02日
*   描    述：
================================================*/
#include <stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/sem.h>
#include<sys/shm.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#define READ 0
#define WRITE 1
#define N 64
union semun{
    int   val;    /* Value for SETVAL */
    struct semid__ds *buf;/* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short *array;/* Array for GETALL, SETALL */
    struct seminfo *__buf;/* Buffer for IPC_INFO  (Linux-specific) */
};

//s[]信号灯对应初始值集合，n信号灯的个数
int sem_init(int semid,int s[],int n)
{
    union semun myun;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        myun.val=s[i];
        semctl(semid,i,SETVAL,myun);
    }
}
//封装一个自定义pv操作函数
void pv(int  semid, int i,int op)
{
    struct sembuf buf;
    buf.sem_num=i;
    buf.sem_op=op;
    buf.sem_flg=0;
    semop(semid,&buf,1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    //生成key值
   key_t key=ftok(".",'s');
   if(-1==key)
   {
    perror("ftok");
    return-1;
   }
   //创建共享内存
   int shmid=shmget(key,N,IPC_CREAT|0666);
   if(-1==shmid)
   {
    perror("shmget");
    return -1;
   }
   //映射共享内存
   char *shmaddr=shmat(shmid,NULL,0);
   if((char *)-1==shmaddr)
   {
         perror("shmat");
         goto _error1;
   }
    //创建信号灯集
    int semid=semget(key,2,IPC_CREAT|0666);
    if(-1==semid)
    {
        perror("semget");
        goto _error1;
     }
   //初始化信号灯集
    int s[]={0,1};
    sem_init(semid,s,2);
    
    //创建父子进程
    pid_t pid=fork();
    if(-1==pid)
    {
        perror("fork");
        goto _error2;
    }else if(0==pid)
    {
        char *p,*q;
     while(1)
        {pv(semid,READ,-1);//对READ进行p操作
        p=q=shmaddr;
        while (*p)
            {
                if(' '!=*p)
                {
                    *q++=*p;
                }
                p++;
            }
        *q='\0';
        printf("%s",shmaddr);
         pv(semid,WRITE,1);//WRUTE进行v操作
        }
    }
    else{
         while(1)
        {pv(semid,WRITE,-1);//p操作
            printf("> ");
            fgets(shmaddr,N,stdin);
            if(0==strcmp(shmaddr,"quit\n"))
            {
                break;
            }
           pv(semid,READ,1);//v操作
        }
         //杀死子进程
            kill(pid,SIGUSR1);
    }

   _error2:
        semctl(semid,2,IPC_RMID);
   _error1 :
       shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
    return 0;
}