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什么是信号灯#xff1a;
信号灯也称为信号量#xff0c;代表的是一类资源#xff0c;其值表示系统中该资源的数量。
主要用途是实现进程、线程的同步。
什么是P/V操作#xff1a;
P操作就是申请资源#xff0c;V操作就是释放操作。
信号灯的种类#xff1a; …概述
什么是信号灯
信号灯也称为信号量代表的是一类资源其值表示系统中该资源的数量。
主要用途是实现进程、线程的同步。
什么是P/V操作
P操作就是申请资源V操作就是释放操作。
信号灯的种类
Posix 有名信号灯编译时需链接pthread库。有名信号灯文件存放在/dev/shm目录下
Posix 无名信号灯只支持线程同步编译时需链接pthread库
System V 信号灯
Posix 信号灯
Posix 信号灯的打开/关闭/删除函数有所不同但PV操作是使用的同一组函数。具体函数如下
1、 打开/关闭/删除
1.1 有名信号灯
//打开
sem_t *sem_open(const char *name,int oflag);
sem_t *sem_open(const char *name,int oflag,mode_t mode,unsigned int value);
//关闭
int sem_close(sem_t *sem);
//删除
int sem_unlink(const char *name);
返回值成功返回信号量指针失败返回SEM_FAILED
name信号灯的名字即文件名
oflag打开方式常用O_CREAT
mode文件权限常用0666
value信号量值。二元信号灯值为1普通信号灯表示资源数目。
1.2 无名信号灯
//创建
int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
//销毁
int sem_destroy(sem_t *sem);
sem信号量指针
pshared写0代表不能在进程间共享。Linux中无名信号灯不能在进程间通信
value信号量值。
2、P/V操作
2.1 P操作
int sem_wait(sem_t *sem);
当信号量为0时进入阻塞直到信号量不为0
当信号量不为0时会将信号量的值-1
2.2 V操作
int sem_post(sem_t *sem);
该函数使用后会将信号量值1
System V 信号灯
1、创建
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
返回值成功返回信号灯id失败返回-1
key键值由ftok生成
nsems信号灯的个数
semflg权限通常写为IPC_CREAT|0666
2、控制信号灯
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);
semid信号灯id
semnum操作哪一个信号灯序号从0开始
cmd写入IPC_RMID代表删除操作 写入SETVAL代表初始化信号灯的值此时需要传入第四个参数类型是共用体
union semun共用体
union semun {int val; //设置信号灯的初始值struct semid_ds *buf;unsigned short *array;
} arg;3、P/V操作
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
semid信号灯id
sopsP/V操作
nsops要操作的信号灯个数通常写1
struct sembuf结构体
struct sembuf {unsigned short sem_num; //要操作的信号灯的编号short sem_op; //1:V操作,-1:P操作short sem_flg; //0:阻塞,IPC_NOWAIT不阻塞
};
示例代码
1、有名信号灯
见博文12.2 Linux_进程间通信_共享内存-相关函数-实验代码-2、AB进程互传数据
博文链接为12.2 Linux_进程间通信_共享内存-CSDN博客
2、无名信号灯
无名信号灯只能用于线程间通信下面是无名信号灯实现AB线程利用共享内存互传数据。
#include stdio.h
#include errno.h
#include pthread.h
#include sys/mman.h
#include string.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include semaphore.hsem_t sem_mmap;
void* mmap_addr NULL;
char buf[100] {0};
int i0;
void* Afun(void* arg){memcpy(mmap_addr,A Start SIG,strlen(A Start SIG));while(1){sem_wait(sem_mmap);if(*(char*)mmap_addr B){//读出B线程写入的内容printf(A read:%s\n,(char*)mmap_addrstrlen(B));//读取数据不读取数据来源标号memset(mmap_addr,0,strlen(mmap_addr));//清空缓冲区//写入新数据memcpy(mmap_addr,A,strlen(A));//数据来源标号sprintf(buf,A_Data:%d,i); //新数据memcpy(mmap_addrstrlen(A),buf,strlen(buf));}sem_post(sem_mmap);}
}
void* Bfun(void* arg){while(1){sem_wait(sem_mmap);if(*(char*)mmap_addr A){//读出A线程写入的内容printf(B read:%s\n,(char*)mmap_addrstrlen(A));memset(mmap_addr,0,strlen(mmap_addr));//清空缓冲区//写入新数据memcpy(mmap_addr,B,strlen(B));//数据来源标号sprintf(buf,B get A data,B data is %d,i); //新数据memcpy(mmap_addrstrlen(B),buf,strlen(buf));sleep(1);}sem_post(sem_mmap);}
}#define FILE_PATH ./mmap
int main(){pthread_t tid[2];int fd;//打开文件if((fdopen(FILE_PATH,O_RDWR)) 0){perror(open);return -1;}//创建共享内存映射if((mmap_addr mmap(NULL,4*1024,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0)) MAP_FAILED){perror(mmap);return -1;}memset(mmap_addr,lseek(fd,0,SEEK_END),strlen(mmap_addr));//清空缓冲区close(fd);//创建共享内存映射后可以关闭文件描述符//创建信号量sem_init(sem_mmap,0,1);//创建线程pthread_create(tid[0],NULL,Afun,NULL);pthread_create(tid[1],NULL,Bfun,NULL);while(1);return 0;
}
3、System V信号灯
使用SystemV信号灯实现有名信号灯章节的同样功能
A.c代码如下
#include sys/sem.h
#include sys/mman.h
#include string.h
#include stdio.h
#include errno.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h#define FILE_PATH ./mmap
union semun {int val; //设置信号灯的初始值struct semid_ds *buf;unsigned short *array;
} arg;
int main(){int fd;void* mmap_addr NULL;int i0;char buf[100] {0};key_t key;int sem_mmap;struct sembuf semPV;//打开文件if((fdopen(FILE_PATH,O_RDWR)) 0){perror(open);return -1;}//创建共享内存映射if((mmap_addr mmap(NULL,4*1024,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0)) MAP_FAILED){perror(mmap);return -1;}memset(mmap_addr,0,lseek(fd,0,SEEK_END));//清空缓冲区close(fd);//创建共享内存映射后可以关闭文件描述符//创建信号量key ftok(.,1);if((sem_mmap semget(key,1,IPC_CREAT|0666)) -1){perror(sem_get);return -1;}arg.val 1;semctl(sem_mmap,0,SETVAL,arg);//进程间通信memcpy(mmap_addr,A Start SIG,strlen(A Start SIG));while(1){semPV.sem_num 0;semPV.sem_op-1;semPV.sem_flg0;semop(sem_mmap,semPV,1);if(*(char*)mmap_addr B){//读出B进程写入的内容printf(A read:%s\n,(char*)mmap_addrstrlen(B));//读取数据不读取数据来源标号memset(mmap_addr,0,strlen(mmap_addr));//清空缓冲区//写入新数据memcpy(mmap_addr,A,strlen(A));//数据来源标号sprintf(buf,A_Data:%d,i); //新数据memcpy(mmap_addrstrlen(A),buf,strlen(buf));}semPV.sem_num 0;semPV.sem_op1;semPV.sem_flg0;semop(sem_mmap,semPV,1);}return 0;
}
B.c的代码如下
#include sys/mman.h
#include sys/sem.h
#include string.h
#include stdio.h
#include errno.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h#define FILE_PATH ./mmap
union semun {int val; //设置信号灯的初始值struct semid_ds *buf;unsigned short *array;
} arg;
int main(){int fd;void* mmap_addr NULL;int i0;char buf[100] {0};key_t key;int sem_mmap;struct sembuf semPV;//打开文件if((fdopen(FILE_PATH,O_RDWR)) 0){perror(open);return -1;}//创建共享内存映射if((mmap_addr mmap(NULL,4*1024,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0)) MAP_FAILED){perror(mmap);return -1;}memset(mmap_addr,0,lseek(fd,0,SEEK_END));//清空缓冲区close(fd);//创建共享内存映射后可以关闭文件描述符//创建信号量key ftok(.,1);if((sem_mmap semget(key,1,IPC_CREAT|0666)) -1){perror(sem_get);return -1;}arg.val 1;semctl(sem_mmap,0,SETVAL,arg);//进程间通信while(1){semPV.sem_num 0;semPV.sem_op-1;semPV.sem_flg0;semop(sem_mmap,semPV,1);if(*(char*)mmap_addr A){//读出A进程写入的内容printf(B read:%s\n,(char*)mmap_addrstrlen(A));memset(mmap_addr,0,strlen(mmap_addr));//清空缓冲区//写入新数据memcpy(mmap_addr,B,strlen(B));//数据来源标号sprintf(buf,B get A data,B data is %d,i); //新数据memcpy(mmap_addrstrlen(B),buf,strlen(buf));sleep(1);}semPV.sem_num 0;semPV.sem_op1;semPV.sem_flg0;semop(sem_mmap,semPV,1);}return 0;
}
