Linux IPC实践--System V信号量(2)

实践1:信号量实现进程互斥

父子进程执行流程如下:

父进程

子进程

P

P

O(print)

X(print)

sleep

sleep

O(print)

X(print)

V

V

sleep

sleep

从图中可以看出, O或X总是成对出现的, 要么两个O, 要么两个X;

[cpp] view plain copy
  1. /**P,V原语实现父子进程互斥使用终端**/  
  2. // 程序代码  
  3. int main(int argc,char *argv[])  
  4. {  
  5.     int semid = sem_create(IPC_PRIVATE);  
  6.     sem_setval(semid, 1);  
  7.     int count = 10;  
  8.   
  9.     pid_t pid = fork();  
  10.     if (pid == -1)  
  11.         err_exit("fork error");  
  12.     else if (pid > 0)   //子进程  
  13.     {  
  14.         srand(getpid());  
  15.         while (count --)  
  16.         {  
  17.             sem_P(semid);  
  18.             //临界区开始  
  19.             cout << 'X';  
  20.             fflush(stdout); //一定要加上ffflush, 因为中断是行缓冲的  
  21.             sleep(rand()%3);  
  22.             cout << 'X';  
  23.             fflush(stdout);  
  24.             //临界区结束  
  25.             sem_V(semid);  
  26.             sleep(rand()%3);  
  27.         }  
  28.     }  
  29.     else                //父进程  
  30.     {  
  31.         srand(getpid());  
  32.         while (count --)  
  33.         {  
  34.             sem_P(semid);  
  35.             //临界区开始  
  36.             cout << 'O';  
  37.             fflush(stdout);  
  38.             sleep(rand()%3);  
  39.             cout << 'O';  
  40.             fflush(stdout);  
  41.             //临界区结束  
  42.             sem_V(semid);  
  43.             sleep(rand()%3);  
  44.         }  
  45.         wait(NULL);  
  46.         sem_delete(semid);  
  47.     }  
  48.   
  49.     return 0;  
  50. }  

实践2: 信号量集解决哲学家进餐问题

   假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁,做以下两件事情之一:吃饭,或者思考。吃东西的时候,他们就停止思考,思考的时候也停止吃东西。每两个哲学家之间有一只餐叉。因为用一只餐叉很难吃饭,所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西, 而且他们只能使用自己左右手边的那两只餐叉。

[cpp] view plain copy
  1. /**  
  2. 解决的方法采用的是: 只有左右两个刀叉都能够使用时,才拿起两个刀叉 
  3. 实现了有死锁和无死锁的两种形式的wait_2fork(见下) 
  4. **/  
  5.   
  6. int semid;  
  7. //没有死锁的wait  
  8. void wait_2fork(unsigned short no)  
  9. {  
  10.     unsigned short left = no;  
  11.     unsigned short right = (no+1)%5;  
  12.     struct sembuf sops[2] = {{left, -1, 0}, {right, -1, 0}};  
  13.     //同时获取左右两把刀叉  
  14.     if (semop(semid, sops, 2) == -1)  
  15.         err_exit("wait_2fork error");  
  16. }  
  17. /* 
  18. //有死锁的wait 
  19. void wait_2fork(unsigned short no) 
  20. { 
  21.     unsigned short left = no; 
  22.     unsigned short right = (no+1)%5; 
  23.     struct sembuf sops = {left, -1, 0}; 
  24.     //获取左边的刀叉 
  25.     if (semop(semid, &sops, 1) == -1) 
  26.         err_exit("wait_2fork error"); 
  27.     sleep(4);   //沉睡几秒, 加速死锁的产生 
  28.     sops.sem_num = right; 
  29.     //获取右边的刀叉 
  30.     if (semop(semid, &sops, 1) == -1) 
  31.         err_exit("wait_2fork error"); 
  32. } 
  33. */  
  34. //释放两把刀叉  
  35. void signal_2fork(unsigned short no)  
  36. {  
  37.     unsigned short left = no;  
  38.     unsigned short right = (no+1)%5;  
  39.     struct sembuf sops[2] = {{left, 1, 0}, {right, 1, 0}};  
  40.     if (semop(semid, sops, 2) == -1)  
  41.         err_exit("signal_2fork error");  
  42. }  
  43. //哲学家  
  44. void philosopher(unsigned short no)  
  45. {  
  46.     srand(time(NULL));  
  47.     while (true)  
  48.     {  
  49.         cout << no << " is thinking" << endl;  
  50.         sleep(rand()%5+1);  
  51.         cout << no << " is hunger" << endl;  
  52.         wait_2fork(no); //获取两把刀叉  
  53.         //进餐  
  54.         cout << "++ " << no << " is eating" << endl;  
  55.         sleep(rand()%5+1);  
  56.         signal_2fork(no);//释放两把刀叉  
  57.     }  
  58. }  
[cpp] view plain copy
  1. int main()  
  2. {  
  3.     // 创建一个信号量集: 里面包含5个信号量  
  4.     semid = semget(IPC_PRIVATE, 5, IPC_CREAT|0666);  
  5.     if (semid == -1)  
  6.         err_exit("semget error");  
  7.   
  8.     //将每个信号量都设初值为1  
  9.     union semun su;  
  10.     su.val = 1;  
  11.     for (int i = 0; i < 5; ++i)  
  12.         if (semctl(semid, i, SETVAL, su) == -1)  
  13.             err_exit("semctl SETVAL error");  
  14.   
  15.     //创建四个子进程, 将每个进程的编号设定为no  
  16.     pid_t pid;  
  17.     unsigned short no = 0;  
  18.     for (unsigned short i = 0; i < 4; ++i)  
  19.     {  
  20.         pid = fork();  
  21.         if (pid == -1)  
  22.             err_exit("fork error");  
  23.         else if (pid == 0)  
  24.         {  
  25.             no = i+1;  
  26.             break;  
  27.         }  
  28.     }  
  29.   
  30.     // 最后五个进程(4个子进程+1个父进程)都会汇集到此处,  
  31.     // 每个进程代表着一个哲学家,编号no: 0~4  
  32.     philosopher(no);  
  33.   
  34.     return 0;  

你可能感兴趣的:(Linux IPC实践--System V信号量(2))