c语言实例,linux线程同步的信号量方式 谢谢

c语言实例,linux线程同步的信号量方式 谢谢,第1张

这么高的悬赏,实例放后面。信号量(sem),如同进程一样,线程也可以通过信号量来实现通信,虽然是轻量级的。信号量函数的名字都以"sem_"打头。线程使用的基本信号量函数有四个。

     信号量初始化。

     int sem_init (sem_t *sem , int pshared, unsigned int value)

    这是对由sem指定的信号量进行初始化,设置好它的共享选项(linux 只支持为0,即表示它是当前进程的局部信号量),然后给它一个初始值VALUE。

    等待信号量。给信号量减1,然后等待直到信号量的值大于0。

    int sem_wait(sem_t *sem)

    释放信号量。信号量值加1。并通知其他等待线程。

    int sem_post(sem_t *sem)

    销毁信号量。我们用完信号量后都它进行清理。归还占有的一切资源。

    int sem_destroy(sem_t *sem) #include <stdlib.h>  

    #include <stdio.h>  

    #include <unistd.h>  

    #include <pthread.h>  

    #include <semaphore.h>  

    #include <errno.h>  

    #define return_if_fail(p) if((p) == 0){printf ("[%s]:func error!/n", __func__)return}  

    typedef struct _PrivInfo  

    {  

        sem_t s1  

        sem_t s2  

        time_t end_time  

    }PrivInfo  

    static void info_init (PrivInfo* thiz)  

    static void info_destroy (PrivInfo* thiz)  

    static void* pthread_func_1 (PrivInfo* thiz)  

    static void* pthread_func_2 (PrivInfo* thiz)  

    int main (int argc, char** argv)  

    {  

        pthread_t pt_1 = 0  

        pthread_t pt_2 = 0  

        int ret = 0  

        PrivInfo* thiz = NULL  

        thiz = (PrivInfo* )malloc (sizeof (PrivInfo))  

        if (thiz == NULL)  

        {  

            printf ("[%s]: Failed to malloc priv./n")  

            return -1  

        }  

        info_init (thiz)  

        ret = pthread_create (&pt_1, NULL, (void*)pthread_func_1, thiz)  

        if (ret != 0)  

        {  

            perror ("pthread_1_create:")  

        }  

        ret = pthread_create (&pt_2, NULL, (void*)pthread_func_2, thiz)  

        if (ret != 0)  

        {  

            perror ("pthread_2_create:")  

        }  

        pthread_join (pt_1, NULL)  

        pthread_join (pt_2, NULL)  

        info_destroy (thiz)  

        return 0  

    }  

    static void info_init (PrivInfo* thiz)  

    {  

        return_if_fail (thiz != NULL)  

        thiz->end_time = time(NULL) + 10  

        sem_init (&thiz->s1, 0, 1)  

        sem_init (&thiz->s2, 0, 0)  

        return  

    }  

    static void info_destroy (PrivInfo* thiz)  

    {  

        return_if_fail (thiz != NULL)  

        sem_destroy (&thiz->s1)  

        sem_destroy (&thiz->s2)  

        free (thiz)  

        thiz = NULL  

        return  

    }  

    static void* pthread_func_1 (PrivInfo* thiz)  

    {  

        return_if_fail(thiz != NULL)  

        while (time(NULL) < thiz->end_time)  

        {  

            sem_wait (&thiz->s2)  

            printf ("pthread1: pthread1 get the lock./n")  

            sem_post (&thiz->s1)  

            printf ("pthread1: pthread1 unlock/n")  

            sleep (1)  

        }  

        return  

    }  

    static void* pthread_func_2 (PrivInfo* thiz)  

    {  

        return_if_fail (thiz != NULL)  

        while (time (NULL) < thiz->end_time)  

        {  

            sem_wait (&thiz->s1)  

            printf ("pthread2: pthread2 get the unlock./n")  

            sem_post (&thiz->s2)  

            printf ("pthread2: pthread2 unlock./n")  

            sleep (1)  

        }  

        return  

    }

一个是Posix实现,一个是System V实现

使用的环境不一样

一般来讲SV的适用于进程同步,POSIX适用于线程同步

System V进程同步 api:semget/semop/semctl

POSIX 线程同步 api:sem_init/sem_destroy

不过POSIX貌似还会分为有名和无名信号量上面说的是无名信号量。

具体的还要看使用的环境。

linux中的进程通信分为三个部分:低级通信,管道通信和进程间通信IPC(inter process communication)。linux的低级通信主要用来传递进程的控制信号——文件锁和软中断信号机制。linux的进程间通信IPC有三个部分——①信号量,②共享内存和③消息队列。以下是我编写的linux进程通信的C语言实现代码。操作系统为redhat9.0,编辑器为vi,编译器采用gcc。下面所有实现代码均已经通过测试,运行无误。

一.低级通信--信号通信

signal.c

#include

#include

#include

/*捕捉到信号sig之后,执行预先预定的动作函数*/

void sig_alarm(int sig)

{

printf("---the signal received is %d. /n", sig)

signal(SIGINT, SIG_DFL)//SIGINT终端中断信号,SIG_DFL:恢复默认行为,SIN_IGN:忽略信号

}

int main()

{

signal(SIGINT, sig_alarm)//捕捉终端中断信号

while(1)

{

printf("waiting here!/n")

sleep(1)

}

return 0

}

二.管道通信

pipe.c

#include

#define BUFFER_SIZE 30

int main()

{

int x

int fd[2]

char buf[BUFFER_SIZE]

char s[BUFFER_SIZE]

pipe(fd)//创建管道

while((x=fork())==-1)//创建管道失败时,进入循环

/*进入子进程,子进程向管道中写入一个字符串*/

if(x==0)

{

sprintf(buf,"This is an example of pipe!/n")

write(fd[1],buf,BUFFER_SIZE)

exit(0)

}

/*进入父进程,父进程从管道的另一端读出刚才写入的字符串*/

else

{

wait(0)//等待子进程结束

read(fd[0],s,BUFFER_SIZE)//读出字符串,并将其储存在char s[]中

printf("%s",s)//打印字符串

}

return 0

}

三.进程间通信——IPC

①信号量通信

sem.c

#include

#include

#include

#include types.h>

#include ipc.h>

#include sem.h>

/*联合体变量*/

union semun

{

int val//信号量初始值

struct semid_ds *buf

unsigned short int *array

struct seminfo *__buf

}

/*函数声明,信号量定义*/

static int set_semvalue(void)//设置信号量

static void del_semvalue(void)//删除信号量

static int semaphore_p(void)//执行P操作

static int semaphore_v(void)//执行V操作

static int sem_id//信号量标识符

int main(int argc, char *argv[])

{

int i

int pause_time

char op_char = 'O'

srand((unsigned int)getpid())

sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT)//创建一个信号量,IPC_CREAT表示创建一个新的信号量

/*如果有参数,设置信号量,修改字符*/

if (argc >1)

{

if (!set_semvalue())

{

fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

op_char = 'X'

sleep(5)

}

for(i = 0i <10i++)

{

/*执行P操作*/

if (!semaphore_p())

exit(EXIT_FAILURE)

printf("%c", op_char)

fflush(stdout)

pause_time = rand() % 3

sleep(pause_time)

printf("%c", op_char)

fflush(stdout)

/*执行V操作*/

if (!semaphore_v())

exit(EXIT_FAILURE)

pause_time = rand() % 2

sleep(pause_time)

}

printf("/n%d - finished/n", getpid())

if (argc >1)

{

sleep(10)

del_semvalue()//删除信号量

}

exit(EXIT_SUCCESS)

}

/*设置信号量*/

static int set_semvalue(void)

{

union semun sem_union

sem_union.val = 1

if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)

return(0)

return(1)

}

/*删除信号量*/

static void del_semvalue(void)

{

union semun sem_union

if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)

fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore/n")

}

/*执行P操作*/

static int semaphore_p(void)

{

struct sembuf sem_b

sem_b.sem_num = 0

sem_b.sem_op = -1/* P() */

sem_b.sem_flg = SEM_UNDO

if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)

{

fprintf(stderr, "semaphore_p failed/n")

return(0)

}

return(1)

}

/*执行V操作*/

static int semaphore_v(void)

{

struct sembuf sem_b

sem_b.sem_num = 0

sem_b.sem_op = 1/* V() */

sem_b.sem_flg = SEM_UNDO

if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)

{

fprintf(stderr, "semaphore_v failed/n")

return(0)

}

return(1)

}

②消息队列通信

send.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include types.h>

#include ipc.h>

#include msg.h>

#define MAX_TEXT 512

/*用于消息收发的结构体--my_msg_type:消息类型,some_text:消息正文*/

struct my_msg_st

{

long int my_msg_type

char some_text[MAX_TEXT]

}

int main()

{

int running = 1//程序运行标识符

struct my_msg_st some_data

int msgid//消息队列标识符

char buffer[BUFSIZ]

/*创建与接受者相同的消息队列*/

msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT)

if (msgid == -1)

{

fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno)

exit(EXIT_FAILURE)

}

/*向消息队列中发送消息*/

while(running)

{

printf("Enter some text: ")

fgets(buffer, BUFSIZ, stdin)

some_data.my_msg_type = 1

strcpy(some_data.some_text, buffer)

if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1)

{

fprintf(stderr, "msgsnd failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)

{

running = 0

}

}

exit(EXIT_SUCCESS)

}

receive.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include types.h>

#include ipc.h>

#include msg.h>

/*用于消息收发的结构体--my_msg_type:消息类型,some_text:消息正文*/

struct my_msg_st

{

long int my_msg_type

char some_text[BUFSIZ]

}

int main()

{

int running = 1//程序运行标识符

int msgid//消息队列标识符

struct my_msg_st some_data

long int msg_to_receive = 0//接收消息的类型--0表示msgid队列上的第一个消息

/*创建消息队列*/

msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT)

if (msgid == -1)

{

fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d/n", errno)

exit(EXIT_FAILURE)

}

/*接收消息*/

while(running)

{

if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1)

{

fprintf(stderr, "msgrcv failed with error: %d/n", errno)

exit(EXIT_FAILURE)

}

printf("You wrote: %s", some_data.some_text)

if (strncmp(some_data.some_text, "end", 3) == 0)

{

running = 0

}

}

/*删除消息队列*/

if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)

{

fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

exit(EXIT_SUCCESS)

}

③共享内存通信

share.h

#define TEXT_SZ 2048 //申请共享内存大小

struct shared_use_st

{

int written_by_you//written_by_you为1时表示有数据写入,为0时表示数据已经被消费者提走

char some_text[TEXT_SZ]

}

producer.c

#include

#include

#include

#include

#include types.h>

#include ipc.h>

#include shm.h>

#include "share.h"

int main()

{

int running = 1//程序运行标志位

void *shared_memory = (void *)0

struct shared_use_st *shared_stuff

char buffer[BUFSIZ]

int shmid//共享内存标识符

/*创建共享内存*/

shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT)

if (shmid == -1)

{

fprintf(stderr, "shmget failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/

shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0)//指向共享内存第一个字节的指针

if (shared_memory == (void *)-1)

{

fprintf(stderr, "shmat failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory)

shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory

/*生产者写入数据*/

while(running)

{

while(shared_stuff->written_by_you == 1)

{

sleep(1)

printf("waiting for client.../n")

}

printf("Enter some text: ")

fgets(buffer, BUFSIZ, stdin)

strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ)

shared_stuff->written_by_you = 1

if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)

{

running = 0

}

}

/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/

if (shmdt(shared_memory) == -1)

{

fprintf(stderr, "shmdt failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

printf("producer exit./n")

exit(EXIT_SUCCESS)

}

customer.c

#include

#include

#include

#include

#include types.h>

#include ipc.h>

#include shm.h>

#include "share.h"

int main()

{

int running = 1//程序运行标志位

void *shared_memory = (void *)0

struct shared_use_st *shared_stuff

int shmid//共享内存标识符

srand((unsigned int)getpid())

/*创建共享内存*/

shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT)

if (shmid == -1)

{

fprintf(stderr, "shmget failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/

shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0)//指向共享内存第一个字节的指针

if (shared_memory == (void *)-1)

{

fprintf(stderr, "shmat failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

printf("Memory attached at %X/n", (int)shared_memory)

shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory

shared_stuff->written_by_you = 0

/*消费者读取数据*/

while(running)

{

if (shared_stuff->written_by_you)

{

printf("You wrote: %s", shared_stuff->some_text)

sleep( rand() % 4 )

shared_stuff->written_by_you = 0

if (strncmp(shared_stuff->some_text, "end", 3) == 0)

{

running = 0

}

}

}

/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/

if (shmdt(shared_memory) == -1)

{

fprintf(stderr, "shmdt failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

/*将共享内存删除,所有进程均不能再访问该共享内存*/

if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)

{

fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed/n")

exit(EXIT_FAILURE)

}

exit(EXIT_SUCCESS)

}

摘自:


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原文地址:https://www.xiayuyun.com/zonghe/411227.html

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