Linux C进程间通信（IPC）
概述
每个进程有独立的进程空间：
好处————安全
缺点：开销大（独立的地址空间）；进程的通信更加困难（对其他进程的操作开销也大）
广义上的进程间通信：
A进程写给文件/数据库，B进程从文件/数据库里读取
狭义上的真正的“进程间通信”
- 管道
- 信号
- 消息队列
- 共享内存
- 信号量
- 套接字
进程间通信的原理
尽管进程空间是各自独立的，相互之间没有任何可以共享的空间，但至少还有一个共享的，那就是OS，因为甭管运行有多少个进程，但是它们共用OS只有一个。
既然大家共用的是同一个OS，那么显然，所有的进程可以通过大家都共享第三方OS来实现数据的转发。
因此进程间通信的原理就是，OS作为所有进程共享的第三万，会提供相应的机制，以实现进程间数据的转发，达到数据共享的目的
信号
信号是一种向进程发送通知，告诉其某件事情发生了的一种简单通信机制
古老，应用广泛； 仅做通知，不做数据传输； 本质上是整数值（SIG开头）；
信号列表
信号的产生
另一个进程发生信号；内核发送信号；底层硬件发送信号
信号发送
ps命令：查看进程的信息
终端
kill命令：kill -s 《signal》 《pid》
程序中给一个进程发信号
给当前进程发信号
raise
alarm
abort
#include
#include
#include
#include
int main()
{
// kill(-1, SIGINT);//给所有进程发出信号（SIGINT是终止信号）
// raise(SIGINT); //给当前进程发出终止信号
alarm(5); //定时器到期，操作系统将发送 SIGALRM 信号给进程。
//默认情况下，如果进程没有对 SIGALRM 信号进行处理，它将终止进程的执行
//while(1);
pause(); //挂起当前进程（相比于while（1）这种cpu消耗性更节约资源）
abort（）； //错误地退出
return 0;
} 信号的处理方式
1.默认处理； 2.忽略； 3.执行用户需要执行的操作（捕获）；
信号处理API
signal
#include
#include
#include
#include
int main()
{
// kill(-1, SIGINT);//给所有进程发出信号（SIGINT是终止信号）
// raise(SIGINT); //给当前进程发出终止信号
alarm(5); //定时器到期，操作系统将发送 SIGALRM 信号给进程。
//默认情况下，如果进程没有对 SIGALRM 信号进行处理，它将终止进程的执行
//while(1);
pause(); //挂起当前进程（相比于while（1）这种cpu消耗性更节约资源）；直到有一个信号来
return 0;
} #include
#include
#include
#include
void handler(int sig) // 信号处理函数
{
if (sig == SIGALRM) // 可以判断是哪个信号调用的处理函数
{
printf("handler with alarm\n");
}
else if (sig == SIGINT)
{
printf("handler with ctrl+c\n");
}
}
int main()
{
// signal(SIGALRM,SIG_IGN);/sigalrm信号被忽略 则pause不会接收到信号，一直挂起
// signal(SIGALRM,SIG_DFL);//sigalrm信号变为默认 则五秒后，printf输出；
signal(SIGALRM, handler); // sigalrm信号转向 ”处理函数“————handler；
signal(SIGINT, handler);
alarm(5);
pause(); // 当处理了一个信号处理函数，会唤醒pause
printf("main is over\n");
return 0;
} sigaction
异步IO的实现
fcntl(0, __F_SETOWN, getpid()); // 将sigio信号设置成由当前的进程接收
signal(SIGIO, handler); // 设置信号处理函数
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
void handler(int sig) // 定义的信号处理函数
{
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int ret = read(0, buffer, sizeof(buffer) - 1);
buffer[ret] = '\0';
printf("%s\n", buffer);
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
fd = open("/dev/input/mouse0", O_RDWR); // 打开一个文件描述符
if (fd == -1)
{
perror("fd open error\n");
exit(-1);
}
int flags = fcntl(0, F_GETFL);
flags = flags | O_ASYNC; // 获取fd的flags，并加上0_ASYNC(异步读取)
fcntl(0, F_SETFL, flags);
fcntl(0, __F_SETOWN, getpid()); // 将sigio信号设置成由当前的进程接收
signal(SIGIO, handler); // 设置信号线处理函数
while (1) // 主函数的操作不受影响
{
int cor = 0;
read(fd, &cor, sizeof(int));
printf("handler is going: cor =%d\n", cor);
}
return 0;
} 优化进程等待
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
void handler(int sig)
{
wait(NULL);
printf(("handler & wait\n"));
}
int main()
{
signal(SIGCHLD, handler);
pid_t pid = fork();
if (pid > 0)
{
while (1)
{
printf("father is going\n");
sleep(1);
}
}
if (pid == 0)
{
printf("child is going\n");
}
return 0;
}
信号屏蔽字
作用：屏蔽信号
sigset_t数据类型
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
sigset_t set; // 定义一个信号字
sigemptyset(&set); // 清空：全置为0
sigaddset(&set, SIGINT); // 将sigint信号加入该信号集——也就是将对应位置为1
sigprocmask(SIG_SETMASK, &set, NULL); // 设置信号罩
pid_t pid = fork();
if (pid > 0)
{
while (1)
{
printf("father \n");
sleep(1);
}
}
if (pid == 0)
{
while (1)
{
printf("child \n");
sleep(1);
}
}
return 0;
} 未决（处理）信号集
也是六十四位的int，记录了未处理的信号
pause() 函数会一直等待直到收到一个信号。当进程接收到一个信号时，如果该信号没有被忽略并且没有注册对应的信号处理函数，pause() 函数会被信号中断并返回 -1，同时将 errno 设置为 EINTR。
管道
无格式，读取后数据会删除
无名管道
内核会开辟一个“管道”，通信的进程通过共享这个管道从而实现通信
int pipe（int pipefd【2】）；
特点：
1.只允许具有血管关系的进程间通信，如父子进程间的通信
2.管道只允许单向通信
3.读管道时，没有数据就会堵塞；写数据，写满缓冲区会休眠
4.数据被读出后，数据就会被管道删除
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int agrc, char **argv)
{
int fd[2];
pipe(fd);
pid_t pid = fork();
if (pid > 0)
{
close(fd[0]);
char buffer[1024];
while (1)
{
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
scanf("%s", buffer);
write(fd[1], buffer, sizeof(buffer));
}
}
else if (pid == 0)
{
int flags =fcntl(fd[0],F_GETFL);
flags=flags|O_NONBLOCK;
fcntl(fd[0],F_SETFL,flags);
close(fd[1]);
char buffer[1024];
while (1)
{
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
read(fd[0], buffer, sizeof(buffer));
printf("buffer is %s\n", buffer);
sleep(1);
}
}
return 0;
} 注意事项
SIGPIPE信号：
1.写管道时，如果管道的读端被close了话，向管道"写"数据的进程会被内核发送一个SIGPIPE信号，发这个信号的目的就是想通知你，管道所有的"读"都被关闭了。
2.由于这个信号的默认动作是终止，所以收到这个信号的进程会被终止，如果你不想被终止的
话，你可以忽略、捕获、或者屏蔽这个信号。
3.只有当管道所有的读端都被关闭时，才会产生这个信号，只有还有一个读端开着，就不会产生
signal （SIGPIPE, SIG_IGN）来忽略sigpipe这个信号
无名管道结合异步IO
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int fd[2];
void handle(int sig)
{
if (sig == SIGIO)
{
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
read(fd[0], buffer, sizeof(buffer) - 1);
printf("%s\n", buffer);
}
}
int main(int agrc, char **argv)
{
pipe(fd);
pid_t pid = fork();
if (pid > 0) // 父进程：写
{
close(fd[0]);
char buffer[1024];
while (1)
{
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
scanf("%s", buffer);
write(fd[1], buffer, strlen(buffer));
}
}
else if (pid == 0) // 子进程：读
{
// close(fd[0]);
close(fd[1]);
int flags = fcntl(fd[0], F_GETFL);
flags = flags | O_ASYNC;
fcntl(fd[0], F_SETFL, flags);
fcntl(fd[0], __F_SETOWN, getpid());
signal(SIGIO, handle);
pause();
}
return 0;
} 有名管道
管道应用的一个重大限制是它没有名字，只适合具有亲缘性质的进程之间通信。命名管道克服了这种限制，FIFO不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存在于文件系统中。这样，即使与FIFO的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过FIFO相互通信（能够访问该路径的进程以及FIFO的创建进程之间)，因此，通过FIFO不相关的进程也能交换数据。
例子：
FILE1:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./pipe"
void rm_pipe(int sig)
{
if(sig==SIGINT)
{
remove(FILE_PATH);
}
}
int main()
{
if(mkfifo(FILE_PATH,0777)<0)
{
perror("mkfifo error");
exit(-1);
}
int fd=open(FILE_PATH,O_WRONLY);
if(fd==-1)
{
perror("fd open error");
exit(-1);
}
signal(SIGINT,rm_pipe);
while(1)
{
char buffer[1024];
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
scanf("%s",buffer);
write(fd,buffer,strlen(buffer));
}
return 0;
}
FILE2:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./pipe"
int main()
{
int fd=open(FILE_PATH,O_RDONLY);
if(fd==-1)
{
perror("fd open error");
exit(-1);
}
while(1)
{
char buffer[1024];
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
int ret=read(fd,buffer,sizeof(buffer)-1);
buffer[ret]='\0';
printf("%s\n",buffer);
}
return 0;
} 注意事项：
“"有名管道"这种特殊文件，只能使用mkfifo函数来创建
为了保证有名管道一定被创建，最好是两个进程都包含创建管道的代码，谁先运行就谁先创建，后运行的发现管道经创建好了，那就直接open打开使用。
不能以O_RDWR模式打开命名管道FIFO文件，否则其行为是未定义的，管道是单向的，不能同时读写
System V IPC
特点：
与管道不同，他完全使用了不同的实现机制，与文件没有任何关系，也就是说内核不再以文件形式
System V IPC不在以文件形式存在，所以没有文件描述符这个东西，但有类似的标识符
任何进程间通信时，都可以使用System V IPC来通信
优点：减少进程间通信的开销（文件的开销大于链表、内存、整形）；Linux和Unix都通用
消息队列
消息队列的本质就是由内核创建的用于存放消息的链表，由于是存放消息的，所以我们就把这个链表称为消息队列
分类
System V的消息队列
Posix消息队列团
消息的组成（结构体）
1.消息编号：识别消息；
2.消息正文：真正的信息内容
消息队列API
创建
key值：
1.指定为IPC_PRIVATE宏，指定这个宏后，每次调用msgget时都会创建一个新的消息
队列。如果你每次使用的必须是新消息队列的话，就可以指定这个，不过这个用的很少。因为一般来说，只要有一个消息队列可以用来通信就可以了﹐并不需要每次都创建一个全新的消息队列。
2.自己指定一个整数型，但容易重复指定。本来我想创建一个新的消息队列，结果我所指定的这个整形数﹐之前就已经被用于创建某个消息队列了，当我的指定重复时msgget就不会创建新消息队列，而是使用的是别人之前就创建好的消息队列。所以我们也不会使用这种方式来指定key值
3.key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
ftok通过指定路径名和一个整形数，就可以计算并返回一个唯一对应的key值，只要路径名和整形数不变，所对应的key值就唯一不变的。
不过由于ftok只会使用整形数《 proj_id》的低8位，因此我们往往会指定为一个ASCII码值,因为ASCII码值刚好是8位的整形数。
msgflag
指定创建时的原始权限,比如0664
创建一个新的消息队列时，除了原始权限，还需要指定IPC_CREAT选项。
msgid = msgget(key, 0664 | IPC_CREAT);
查看消息队列命令：
ipcs -a是默认的输出信息:打印出当前系统中所有的进程间通信方式的信息
ipcs -m打印出使用共享内存进行进程间通信的信息
ipcs -q打印出使用消息队列进行进程间通信的信息
ipcs -s打印出使用信号量进行进程间通信的信息
获取属性及删除
进程结束后，system v ipc不会自动删除，进程结束后，使用ipc依然能够查看到
1.重启OS
2.使用ipcrm命令删除：
ipcrm -Q msgkey移除用msqkey创建的消息队列
ipcrm -q msqid移除用msqid标识的消息队列
3.int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);//也可以获取消息队列的属性
cmd：
IPC_STAT：将msqid消息队列的属性信息，读到第三个参数所指定的缓存。
IPC_SET：IPC_SET:使用第三个参数中的新设置去依改消息队列的属性
定一个struct msqid_ds buf
将新的属性信息设置到buf中
cmd指定为IPC_SET后，msgctl函数就会使用buf中的新属性去修改消息队列原有的属性
IPC_RMID：删除消息队列，第三个参数置为空
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE "./msg_file"
int main()
{
key_t key;
key = ftok(FILE, 'F'); // 定义key值
int msgid = msgget(key, 0777 | IPC_CREAT); // 创建消息队列
if (msgid < 0)
{
perror("msgget error");
}
printf("%x\n", key);
printf("%d\n", msgid);
// msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL); 删除队列
return 0;
} 发送
接收
删除
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./path"
int msgpid;
void handler(int sig)
{
if (sig == SIGINT)
{
msgctl(msgpid, IPC_RMID, NULL);
}
}
struct msgbuf
{
long mstype;
char mstext[1024];
};
int main(int argc, char **argv)
{
signal(SIGINT, handler); // 后续循环只能用ctrl+c来退出，只能通过信号处理函数来删除信号队列
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'K');
msgpid = msgget(key, 0777 | IPC_CREAT);
if (msgpid < 0)
{
perror("msgget error");
}
pid_t pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork error");
}
else if (pid == 0) // 发消息到队列
{
while (1)
{
struct msgbuf m1;
memset(&m1, 0, sizeof(struct msgbuf));
printf("input type:");
scanf("%ld", &m1.mstype);
printf("input text:");
scanf("%s", m1.mstext);
if (msgsnd(msgpid, &m1, sizeof(m1.mstext), IPC_NOWAIT) < 0)
{
perror("msgsnd error");
_exit(-1);
}
}
}
else // 从队列读消息
{
while (1)
{
struct msgbuf m2;
memset(&m2, 0, sizeof(struct msgbuf));
if (msgrcv(msgpid, &m2, sizeof(m2.mstext), 3, MSG_NOERROR) < 0)
{
perror("msgrcv error");
exit(-1);
}
else
{
printf("msg rcv:%s\n", m2.mstext);
}
sleep(1);
}
}
return 0;
} 消息队列的使用步骤
创建 收发 删除
代码实例
消息队列的特点
传送有格式的消息流
多进程网状交叉通信，消息队列是上上之选
能实现大规模（进程规模多，不是说数据量大）数据的通信
通过共同参数的ftok函数，生成的信号队列，可以实现两个无血缘关系进程的读写：
msg_write.c:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./path"
int msgpid;
void handler(int sig)
{
if (sig == SIGINT)
{
msgctl(msgpid, IPC_RMID, NULL);
}
}
struct msgbuf
{
long mstype;
char mstext[1024];
};
int main(int argc, char **argv)
{
signal(SIGINT, handler); // 后续循环只能用ctrl+c来退出，只能通过信号处理函数来删除信号队列
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'K');
msgpid = msgget(key, 0777 | IPC_CREAT);
if (msgpid < 0)
{
perror("msgget error");
}
while (1)
{
struct msgbuf m1;
memset(&m1, 0, sizeof(struct msgbuf));
printf("input type:");
scanf("%ld", &m1.mstype);
printf("input text:");
scanf("%s", m1.mstext);
if (msgsnd(msgpid, &m1, sizeof(m1.mstext), IPC_NOWAIT) < 0)
{
perror("msgsnd error");
_exit(-1);
}
}
return 0;
}
msg_read.c :
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./path"
int msgpid;
void handler(int sig)
{
if (sig == SIGINT)
{
msgctl(msgpid, IPC_RMID, NULL);
}
}
struct msgbuf
{
long mstype;
char mstext[1024];
};
int main(int argc, char **argv)
{
signal(SIGINT, handler); // 后续循环只能用ctrl+c来退出，只能通过信号处理函数来删除信号队列
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'K');
msgpid = msgget(key, 0777 | IPC_CREAT);
if (msgpid < 0)
{
perror("msgget error");
}
while (1)
{
struct msgbuf m2;
memset(&m2, 0, sizeof(struct msgbuf));
if (msgrcv(msgpid, &m2, sizeof(m2.mstext), 3, 0) < 0) //阻塞的读
{
perror("msgrcv error");
exit(-1);
}
else
{
printf("msg rcv:%s\n", m2.mstext);
}
sleep(1);
}
return 0;
}
共享内存
让同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新
API：
创建：
删除：
1.重启OS
2.使用ipcrm命令删除：
ipcrm -M shmkey移除用shmkey创建的共享内存段
ipcrm -m shmid移除用shmid标识的共享内存段
3.int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
映射：
char *shm_c = shmat(shmid1, NULL, 0); // shmat结果是void类型的指针（强制类型转换）
// null代表系统分配内存地址；
// 0代表可读可写；shm_rdonly代表只读
取消映射：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define SIZE_T 4096
#define FILE_PATh ".demo1"
int shmid1;
void handler(int sig)
{
shmctl(shmid1, IPC_RMID, NULL);
printf("delete done\n");
exit(1);
}
int main(int argc, char **argv)
{
key_t key1 = ftok(FILE_PATh, 'F');
shmid1 = shmget(key1, SIZE_T, 0777 | IPC_CREAT);
if (shmid1 == -1)
{
perror("shmget error");
exit(-1);
}
signal(SIGINT, handler);
char *shm_c = shmat(shmid1, NULL, 0); // shmat结果是void类型的指针（强制类型转换）
// null代表系统分配内存地址；
// 0代表可读可写；shm_rdonly代表只读
pid_t pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork error");
exit(-1);
}
else if (pid > 0) // 父进程 用来向内存写
{
while (1)
{
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
scanf("%s", buffer);
strcpy(shm_c, buffer);
}
}
else // 子进程 用来从内存读
{
while (1)
{
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
memcpy(buffer, shm_c, sizeof(buffer));
memset(shm_c, 0, sizeof(buffer));
printf("receive buffer = %s\n", buffer);
sleep(1);
}
}
return 0;
} 改进为阻塞读取（以节省CPU资源）：
1.信号：
【pause() 函数会一直等待直到收到一个信号。当进程接收到一个信号时，如果该信号没有被忽略并且没有注册对应的信号处理函数，pause() 函数会被信号中断并返回 -1，同时将 errno 设置为 EINTR】
2.信号量
特点
开销最小，减少进入内核次数；
直接使用地址来读写，效率更高，适用于大数据量的通信
作业：实现任意进程间的阻塞读取
读数据：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./pipe_file"
#define SIZE_T 4096
void handler(int sig)
{
if (sig == SIGINT)
{
remove(FILE_PATH);
exit(-1);
}
if (sig == SIGUSR1)//空处理，可以唤醒pause
{
}
}
int main(int argc, char **argv) // 读
{
signal(SIGINT, handler);
signal(SIGUSR1, handler);
if (mkfifo(FILE_PATH, 0777) < 0) // 创建有名管道
{
perror("mkfifo error");
exit(-1);
}
int fd = open(FILE_PATH, O_WRONLY); /// 只写打开有名管道文件
if (fd < 0)
{
perror("open error");
exit(-1);
}
pid_t pid1 = getpid(); // 获取当前进程pid号，并通过有名管道传给 写 进程
printf("%d\n", pid1);
if (write(fd, &pid1, sizeof(pid_t)) < 0)
{
perror("write pid1 error");
exit(-1);
}
key_t key1 = ftok(FILE_PATH, 'F'); // 配置共享内存
int shmid1 = shmget(key1, SIZE_T, 0777 | IPC_CREAT);
if (shmid1 < 0)
{
perror("shmid1 error");
exit(-1);
}
char *shm = (char *)shmat(shmid1, NULL, 0); // 共享内存
if (shm == NULL)
{
perror("shm error");
exit(-1);
}
while (1) // 取出共享内存内的数据
{
printf("please wait output\n");
pause();
char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
strcpy(buffer, shm);
printf("receive buffer :%s\n", buffer);
memset(shm, 0, SIZE_T);
}
return 0;
}
写数据：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./pipe_file"
#define SIZE_T 4096
int main(int argc, char **argv) // 写
{
int fd = open(FILE_PATH, O_RDONLY); // 只读打开有名管道
if (fd < 0)
{
perror("open error");
exit(-1);
}
pid_t pid1;
read(fd, &pid1, sizeof(pid_t)); // 把 读 进程pid号通过管道读出来
printf("%d\n",pid1);
key_t key1 = ftok(FILE_PATH, 'F'); // 配置共享内存
int shmid1 = shmget(key1, SIZE_T, 0777 | IPC_CREAT);
if (shmid1 < 0)
{
perror("shmid1 error");
exit(-1);
}
char *shm = (char*)shmat(shmid1, NULL, 0); // 共享内存
if (shm == NULL)
{
perror("shm error");
exit(-1);
}
while (1) // 写数据，写完就传个信号给 读 进程
{
char buffer[1024];
printf("please input\n");
scanf("%s", buffer);
strcpy(shm, buffer);
kill(pid1,SIGUSR1);
}
return 0;
}
信号量（信号锁、信号灯）
当多个进程/线程进行共享访问的时候，用于资源保护，以防止资源出现干扰的情况
进程同步：进程按照一定的顺序执行（不是指先后顺序，而是指互斥）
进程竞态：
互斥：对于互斥操作来说，多进程共享操作时，多个进程间不关心谁先操作、谁后操作的先后顺序问题，它们只关心，自己操作时候，别人不能操作
同步：所谓同步就是，多个共享操作时，进程必须要有统
操作的步调，按照一定的顺序来操作
解决方法：加锁
信号量（信号锁）：信号量其实是一个OS创建的，供相关进程共享的int变量，只不过我们在调用相关API创建信号量时，我们创建的都是一个信号量集合，所谓集合就是可能会包含好多个信号量。
用于互斥时，集合中只包含一个信号量。
用于同步时，集合中会包含多个信号量，至于多少个，需要看情况
API：
1.配置信号队列：int semget (key_t key,int nsems,int semflg)
参数：
key：用ftok获取key值
nsems：指定集合中信号量的个数 【用于互斥时，数量都指定为1，因为只需要一个信号量】
semfig：权限：―般都设置为0664 | IPC_CREAT 【设置同消息队列和共享内存】
2.控制信号队列：int semctl(int semid,int semnum,int cmd,...)
参数：
semnum：集合中某个信号量的编号（集合中某个信号量的编号：信号量的编号为非负整数，而且是自动从0开始）
cmd：IPC_STAT; IPC_SET; IPC_RMID
可变参数：......
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./sem_demo"
int semid;
void delete_sem(int, int);
void handler(int sig)
{
delete_sem(semid, 0);
}
void creat_sem(int nsems) // 创建
{
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'f');
int semid = semget(key, nsems, 0777 | IPC_CREAT);
if (semid < 0)
{
perror("semget error");
exit(-1);
}
}
void init_sem(int semid, int semnum, int val) // 初始化制定信号量的值
{
semctl(semid, semnum, SETVAL, val);
}
void delete_sem(int semid, int semnum) // 删除制定信号量的值
{
if (semctl(semid, semnum, IPC_RMID) < 0)
{
perror("semctl delete error");
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'F');
semid = semget(key, 3, 0777 | IPC_CREAT);
if (semid < 0)
{
perror("semget error");
exit(-1);
}
printf("%d\n", semid);
pid_t pid = fork();
if (pid > 0)
{
while (1)
{
sleep(1);
}
}
if (pid == 0)
{
signal(SIGINT, handler);//只能在子进程中注册，在main函数内注册的话，当contrl+c时候，，父子进程都要调用一次handler，也就是删除的函数，则会报错
while (1)
{
sleep(1);
}
}
// printf("%x\n", key);
// semctl(semid, 0, IPC_RMID);
return 0;
} #include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./sem_demo"
int semid;
pid_t pid;
void delete_sem(int);
void handler(int sig)
{
printf("handler is used\n");
delete_sem(0);
semctl(semid, 0, IPC_RMID);
exit(-1);
}
void lock(int semid1, int semnum1) // 封装 上锁 函数
{
struct sembuf sembuffer1[1];
sembuffer1[0].sem_num = semnum1;
sembuffer1[0].sem_op = -1;
sembuffer1[0].sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid1, sembuffer1, 1);
}
void unlock(int semid1, int semnum1) // 封装 解锁 函数
{
struct sembuf sembuffer1[1];
sembuffer1[0].sem_num = semnum1;
sembuffer1[0].sem_op = 1;
sembuffer1[0].sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid1, sembuffer1, 1);
}
void creat_sem(int nsems) // 创建
{
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'f');
semid = semget(key, nsems, 0777 | IPC_CREAT);
if (semid < 0)
{
perror("semget error");
exit(-1);
}
}
void init_sem(int semid, int semnum, int val) // 初始化指定信号量的值
{
semctl(semid, semnum, SETVAL, val);
}
void delete_sem(int semnum) // 删除制定信号量的值
{
if (semctl(semid, semnum, IPC_RMID) < 0)
{
perror("semctl delete error");
}
printf("delete done\n");
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd = open("a.txt", O_WRONLY | O_APPEND | O_CREAT, 0655);
if (fd == -1)
{
perror("fd error");
exit(-1);
}
creat_sem(1);
init_sem(semid, 0, 1);
printf("%d\n", semid);
pid = fork();
if (pid > 0)
{
while (1)
{
lock(semid, 0);
write(fd, "helloworld", 10);
write(fd, "helloworld", 10);
write(fd, "\n", 1);
unlock(semid, 0);
sleep(1);
}
}
if (pid == 0)
{
signal(SIGINT, handler); // 只能在子进程中注册，在main函数内注册的话，当contrl+c时候，，父子进程都要调用一次handler，也就是删除的函数，则会报错
while (1)
{
lock(semid, 0);
write(fd, "hhhhhwwwww", 10);
write(fd, "hhhhhwwwww", 10);
write(fd, "\n", 1);
unlock(semid, 0);
sleep(1);
}
}
return 0;
} 作业：
答：
sem.h:
#ifndef _MYSEM_H_
#define _MYSEM_H_
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define FILE_PATH "./sem_demo"
void creat_sem(int *semid, int nsems); // 创建
void init_sem(int semid, int semnum, int val); // 初始化指定信号量的值
void lock(int semid1, int semnum1); // 封装 上锁 函数
void unlock(int semid1, int semnum1); // 封装 解锁 函数
void delete_sem(int semid, int semnum); // 删除制定信号量的值
#endif
sem.c:
#include "sem.h"
void delete_sem(int semid, int semnum) // 删除制定信号量的值
{
if (semctl(semid, semnum, IPC_RMID) < 0)
{
perror("semctl delete error");
}
printf("delete done\n");
}
void lock(int semid1, int semnum1) // 封装 上锁 函数
{
struct sembuf sembuffer1[1];
sembuffer1[0].sem_num = semnum1;
sembuffer1[0].sem_op = -1;
sembuffer1[0].sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid1, sembuffer1, 1);
}
void unlock(int semid1, int semnum1) // 封装 解锁 函数
{
struct sembuf sembuffer1[1];
sembuffer1[0].sem_num = semnum1;
sembuffer1[0].sem_op = 1;
sembuffer1[0].sem_flg = SEM_UNDO;
semop(semid1, sembuffer1, 1);
}
void creat_sem(int *semid,int nsems) // 创建
{
key_t key = ftok(FILE_PATH, 'f');
*semid = semget(key, nsems, 0777 | IPC_CREAT);
if (semid < 0)
{
perror("semget error");
exit(-1);
}
}
void init_sem(int semid, int semnum, int val) // 初始化指定信号量的值
{
semctl(semid, semnum, SETVAL, val);
}
sem_abcd.c:
#include "sem.h"
int semid;
int main(int argc, char **argv)
{
creat_sem(&semid, 4);
init_sem(semid, 0, 1);
for (int i = 1; i < 4; ++i)
{
init_sem(semid, i, 0);
}
pid_t pid1 = fork();
if (pid1 > 0)
{
pid_t pid2 = fork();
if (pid2 > 0)
{
while (1)
{
lock(semid, 0);
printf("A\n");
sleep(1);
unlock(semid, 1);
}
}
if (pid2 == 0)
{
while (1)
{
lock(semid, 1);
printf("B\n");
sleep(1);
unlock(semid, 2);
}
}
}
else if (pid1 == 0)
{
pid_t pid3 = fork();
if (pid3 > 0)
{
while (1)
{
lock(semid, 2);
printf("C\n");
sleep(1);
unlock(semid, 3);
}
}
if (pid3 == 0)
{
while (1)
{
lock(semid, 3);
printf("D\n");
sleep(1);
unlock(semid, 0);
}
}
}
return 0;
}
google 笔试题：