【进程间通信】------信号量（sems）

2024-03-04 08:50
文章标签 间通信 信号量 进程 ------ sems

本文主要是介绍【进程间通信】------信号量（sems），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一直想看看ftok函数，今天就在这里进行简单的介绍下
ftok（）函数我们在进行IPC通讯的时候必须指定一个ID值，这个值通常情况下就是由ftok进行提供。

ftok原型如下：
key_t ftok( char * fname, int id )
参数说明：
fname就时您指定的文档名
id是子序号。
返回值：
在一般的UNIX实现中，是将文档的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。
如指定文档的索引节点号为65538，换算成16进制为0x010002，而您指定的ID值为38，换算成16进制 为 0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。

认识信号量

信号量主要用于同步和互斥的，信号量的本质是一个计数器，信号量记录了临界资源的数目，数目为多少，信号量的数目就为多少，信号量的值为1的称为二元信号量（也成二元信号量称为互斥锁）。信号量的生命周期随内核。

进程互斥

  • 由于各进程要求共享资源，而且有些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使用这些资源，进程的这种关系为进程的互斥。
  • 系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源。

  • 在进程中涉及到互斥资源的程序叫做临界区
    进程同步指的是多个进程需要相互配合共同完成一项任务。
    信号量和P,V原语（p、v操作是原子的，要么做了，要么没做，无中间态产生。`

  • 信号量和P、V原语由Dijkstra（迪杰斯特拉）提出的

  • 信号量
    互斥：P、V在同一个进程中
    同步： P、V不在同一个进程当中
    信号量的含义：
    s>0:s表示的是可用资源的数目
    s=0：表示无可用资源，无等待进程
    s<0:|s|表示等待队列中的进程个数

信号量结构体伪代码

信号量本质上是一个计数器
struct   semaphore
{int  value；point_PCB  queue;
}

p原语

p（s）
{
s.value=s.value–;
if(s.value<0)
{
该进程状态置为等待状状态
该进程的PCB插入到相应的等待队列s.queue末尾
}
}

v原语

v(s）
{
s.value=s.value++;
if(s.value>=0)
{
唤醒相应等待队列s.queue中等待的一个进程
改变其状态为就绪态
并将其插入就绪队列
}
}

信号量集函数

semget函数

功能：用来创建和访问一个信号量集
原型：
int semget（key_t key,int nsems,int semflgs）;
参数：
key：信号量集的名字
nsems：信号量集中信号量的个数
semflg：由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
返回值;成功返回一个非负整数，即该信号即的标识码，失败返回的是-1

shmctl函数

功能：用于控制信号量集
原型：
int semctl（int semid，int semnum，int cmd，….）
参数：
semid：由semget返回的信号集标识码
semnum：信号集中信号量的编号
cmd：将来采取的动作（有三个可能值）
最后一个参数根据命令的不同而不同
返回值：成功返回的是0，失败返回的是-1

命令说明
SETVAL设置信号量集中的信号量的计数值
GETVAL获取信号量集中的信号量的计数值
IPC_STAT把semid_ds结构中的数据设置为信号量集的当前关联值
IPC_SET在进程有足够权限前提下，把信号量集的当前关联值设置为semid_ds数据结构中的值
IPC_RMID删除信号集

semop函数

用来创建和访问一个信号量集
原型：
int semop（int semid ，struct sembuf *sops，unsigned nsops）；
参数：
semid:是该信号量的标识码，也是semget函数的返回值
sops：是个指向一个结构数值的指针
nsops：信号量的个数
返回值：成功返回，失败返回-1

sembuf 结构体：

       struct sembuf{short sem_num；short sem_op;short sem_flag；}；

sem_num是信号量的编号。
sem_op是信号量一次pv操作时加减的数值，一般只会用到两个值：
一个是“-1“，也就是进行的是p操作，等待信号量变为可用
一个是“+1”，也就是我们进行的v操作，发出信号量已经变得可用
sem_flag两个取值是IPC_NOWAIT或SEM_UNDO

实例代码：
两个进程同时进行打印，显示器为临界资源，使用二元信号量（互斥锁）进行保护。
代码实现：

Makefile

 sem:comm.c sem.c                                                                                                                                          2         gcc -o $@ $^3 .PHONY:clean4 clean: 5         rm -f sem6

comm.h

 1 #include <stdio.h>2 #include <sys/types.h>3 #include <sys/ipc.h>4 #include <sys/sem.h>5 6 7 #define PATHNAME "."8 #define PROJ_ID 0x66669 10 union semun{11     int val;12     struct semid_ds *buf;13     unsigned short *arr;14     struct seminfo *_buf;15 };16 int cerateSemSet(int nums);17 int initSem (int semid,int nums,int initVal);18 int P(int semid,int who);19 int V(int semid,int who);20 int destroySemSet(int semid);21 22 23                                                                                                                                                           
~

comm.c

1 #include "comm.h"2 3 static int  commSemSet(int nums,int flags)4 {5     key_t _key=ftok(PATHNAME,PROJ_ID);6     if(_key<0){7         perror("ftork");8         return -1;9     }10     int semid=semget(_key,nums,flags);11     if(semid<0){12         perror("semget");13         return -2;14     }15     return semid;16 }17 int createSemSet(int nums){18     return commSemSet(nums,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);19 }20 int getSemSet(int nums){21     return commSemSet(nums,IPC_CREAT);22 }23 24 int initSem(int semid,int nums,int initVal){25     union semun _un;26     _un.val=initVal;27     if(semctl(semid,nums,SETVAL,_un)<0){28         perror("semctl");29         return -1;30     }31     return 0;32 }33 34 static int commPV(int semid,int who,int op){35     struct sembuf _sf;36     _sf.sem_num=who;37     _sf.sem_op=op;38     _sf.sem_flg=0;39     if(semop(semid,&_sf,1)<0){40         perror("semop");41         return -1;42     }43     return 0;44 }45 46 int P(int semid,int who){47     return commPV(semid,who,1);48 }49 int V(int semid,int who){50    return commPV(semid,who,1);51 }52                                                                                                                                                                                                                                                                            53 int destroySemSet(int semid){54     if(semctl(semid,0,IPC_RMID)<0){55         perror("semctl");56         return -1;57     }58 }

sem.c

 1 #include "comm.h"2 3 int main()4 {5     int semid=createSemSet(1);6     initSem(semid,0,1);7     pid_t id=fork();8     if(id==0){9         int _semid=getSemSet(0);10         while(1){11             P(_semid,0);12             printf("A");13             fflush(stdout);14             usleep(100000);15             printf("A");16             fflush(stdout);17             usleep(100000);18             V(_semid,0);19         }20     }21     else {22         while(1){23             P(semid,0);24             printf("B");25             fflush(stdout);26             usleep(100000);27             printf("B");28             fflush(stdout);29             usleep(100000);30             V(semid,0);31         }32             wait(NULL);33         }34         destroySemSet(semid);35         return 0;36 }

运行结果如下：
这里写图片描述
当我们再一次进行运行这个程序时，我们又会发现什么呢？
这里写图片描述
我们的解决的办法就是：
这里写图片描述

这篇关于【进程间通信】------信号量（sems）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/772655。

相关文章

linux进程D状态的解决思路分享

linux进程D状态的解决思路分享

《linux进程D状态的解决思路分享》在Linux系统中,进程在内核模式下等待I/O完成时会进入不间断睡眠状态（D状态）,这种状态下,进程无法通过普通方式被杀死,本文通过实验模拟了这种状态,并分析了如... 目录1. 问题描述2. 问题分析3. 实验模拟3.1 使用losetup创建一个卷作为pv的磁盘3.
阅读更多...
Linux环境变量&&进程地址空间详解

Linux环境变量&&进程地址空间详解

《Linux环境变量&&进程地址空间详解》本文介绍了Linux环境变量、命令行参数、进程地址空间以及Linux内核进程调度队列的相关知识,环境变量是系统运行环境的参数,命令行参数用于传递给程序的参数,... 目录一、初步认识环境变量1.1常见的环境变量1.2环境变量的基本概念二、命令行参数2.1通过命令编程
阅读更多...
Linux之进程状态&&进程优先级详解

Linux之进程状态&&进程优先级详解

《Linux之进程状态&&进程优先级详解》文章介绍了操作系统中进程的状态,包括运行状态、阻塞状态和挂起状态,并详细解释了Linux下进程的具体状态及其管理,此外,文章还讨论了进程的优先级、查看和修改进... 目录一、操作系统的进程状态1.1运行状态1.2阻塞状态1.3挂起二、linux下具体的状态三、进程的
阅读更多...
python多进程实现数据共享的示例代码

python多进程实现数据共享的示例代码

《python多进程实现数据共享的示例代码》本文介绍了Python中多进程实现数据共享的方法,包括使用multiprocessing模块和manager模块这两种方法,具有一定的参考价值,感兴趣的可以... 目录背景进程、进程创建进程间通信 进程间共享数据共享list实践背景 安卓ui自动化框架，使用的是
阅读更多...
C#如何优雅地取消进程的执行之Cancellation详解

C#如何优雅地取消进程的执行之Cancellation详解

《C#如何优雅地取消进程的执行之Cancellation详解》本文介绍了.NET框架中的取消协作模型,包括CancellationToken的使用、取消请求的发送和接收、以及如何处理取消事件... 目录概述与取消线程相关的类型代码举例操作取消vs对象取消监听并响应取消请求轮询监听通过回调注册进行监听使用Wa
阅读更多...
[Linux]：进程(下)

[Linux]：进程(下)

✨✨ 欢迎大家来到贝蒂大讲堂✨✨ 🎈🎈养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 所属专栏：Linux学习 贝蒂的主页：Betty’s blog 1. 进程终止 1.1 进程退出的场景 进程退出只有以下三种情况： 代码运行完毕，结果正确。代码运行完毕，结果不正确。代码异常终止（进程崩溃）。 1.2 进程退出码 在编程中，我们通常认为main函数是代码的入口，但实际上它只是用户级
阅读更多...
java 进程 返回值

java 进程 返回值

实现 Callable 接口 与 Runnable 相比，Callable 可以有返回值，返回值通过 FutureTask 进行封装。 public class MyCallable implements Callable<Integer> {public Integer call() {return 123;}} public static void main(String[] args
阅读更多...
C#关闭指定时间段的Excel进程的方法

C#关闭指定时间段的Excel进程的方法

private DateTime beforeTime;            //Excel启动之前时间          private DateTime afterTime;               //Excel启动之后时间          //举例          beforeTime = DateTime.Now;          Excel.Applicat
阅读更多...
linux中使用rust语言在不同进程之间通信

linux中使用rust语言在不同进程之间通信

第一种：使用mmap映射相同文件 fn main() {let pid = std::process::id();println!(
阅读更多...
java线程深度解析（二）——线程互斥技术与线程间通信

java线程深度解析（二）——线程互斥技术与线程间通信

http://blog.csdn.net/daybreak1209/article/details/51307679      在java多线程——线程同步问题中，对于多线程下程序启动时出现的线程安全问题的背景和初步解决方案已经有了详细的介绍。本文将再度深入解析对线程代码块和方法的同步控制和多线程间通信的实例。 一、再现多线程下安全问题 先看开启两条线程，分别按序打印字符串的
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2