Linux中semop：进程间同步和通信的必要操作(linux中semop)

Linux是一款开源且广受欢迎的操作系统，由于其优异的性能和扩展性，已成为许多企业和个人使用的首选。Linux中的进程间通信机制让不同的进程之间能够互相通信，这对于协调程序的执行尤其重要。semop是Linux中的信号量操作函数，它在进程间同步和通信中扮演着重要的角色。

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信号量是一种整数类型的变量，并被用于在不同进程之间进行通信和同步。在Linux中，对信号量的操作是由semop实现的，它是System V IPC机制的一部分。System V IPC是一种进程间通信机制，使用IPC通信机制的应用程序可以突破单一进程的限制，实现多进程协作。

semop函数的主要作用是为不同的进程提供同步机制，它允许一个进程等待其他进程的信号量操作完成。semop的原型如下：

“`

int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);

“`

semid是含有信号量的标识符，sops指向一个结构体sembuf数组，它描述了需要完成的操作以及对应的信号量。nsops指明了sops数组的大小，它表示了需要对几个信号量进行处理。sembuf结构体的定义如下：

“`

struct sembuf {

short sem_num; /* 信号量的编号 */

short sem_op; /* 对该信号量执行的操作 */

short sem_; /* 操作标志 */

};

“`

sem_num代表信号量的编号，从0开始编号。sem_op代表要对该信号量执行的操作，可以是正数、负数或零。如果sem_op是正数，表示将信号量的值增加；如果sem_op是负数，表示将信号量的值减少；如果sem_op是零，表示将等待信号量为零。sem_代表操作标志，可以是IPC_NOWT或SEM_UNDO。

IPC_NOWT标记表示非阻塞操作，如果当前信号量被其它进程占用，将不会阻塞当前进程，而是会立即返回。SEM_UNDO标记指示在进程异常终止时，内核应该自动释放被占用的信号量。

semop有三个参数，其中semid是调用semget()函数创建信号量时返回的标识符，sops是一个sembuf类型的结构体指针，指向需要对信号量进行操作的规范数组，nsops时sops数组的大小，也就是需要对几个信号量进行操作。

当使用semop()函数时，会依次执行sops数组中所有信号量的计数器及操作，如果出现错误则会返回-1。semop()函数调用成功返回0，表示操作成功。这时sem_op将被设置为信号量的当前值。

下面是一个简单的semop()函数应用例子：

“`

#include

int mn() {

int semid, val;

struct sembuf semopinfo;

if((semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0666)) == -1) {

perror(“semget fled.”);

exit(1);

}

if(semctl(semid, 0, SETVAL, 1) == -1) {

perror(“semctl fled.”);

exit(1);

}

semopinfo.sem_num = 0;

semopinfo.sem_op = -1;

semopinfo.sem_ = 0;

if(semop(semid, &semopinfo, 1) == -1) {

perror(“semop fled.”);

exit(1);

}

if(semctl(semid, 0, GETVAL, 1) == -1) {

perror(“semctl fled.”);

exit(1);

}

printf(“The semapho’re value is %d\n”, val);

return 0;

}

“`

上面的例子中，程序使用了semget函数创建了一个新的信号量，然后通过semctl函数将信号量的值设置为1。接下来，程序使用semop函数将信号量减一，令其变为0，然后通过semctl函数获取信号量的当前值。将信号量的值输出，以验证semop函数的正确性。

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linux下c的两个进程如何实现通信？一个进程给另一个进程发送消息，另一个接受并显示出来。求大神啊

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 镇碰

#include

#include 御笑谈

/*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);//捕升卖捉终端中断信号

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;

char buf;

char s;

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,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,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

/*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 = 0; i 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_ = 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_ = 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

#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;

};

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;

/*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

/*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;

};

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队列上的之一个消息

/*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 2023 //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;

};

producer.c

#include

#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;

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);//指向共享内存之一个字节的指针

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 “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);//指向共享内存之一个字节的指针

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：

linux 下的 struct sembuf 是什么数据结构阿

struct sembuf

{

unsigned short int sem_num; /咐返橡世吵* semaphore number */

short int sem_op; /* semaphore operation */

short int sem_; /* operation flag */衡旁

};

在sembuf结构知游中，sem_num是相对应的信号量集中的某一个资源，所以其值是一个从0到相应的信号量集的资源总数歼猛（ipc_perm.sem_nsems）之间的整数。sem_op指明所要执行的操作，sem_说明函数semop的行为。sem_op的值是一个整数.释放相应的资源数，将搭改销sem_op的值加到信号量的值上.

居然一条问题等了四年都没有人回答

linux进程间通信问题我想用共享内存的方式实现信号量控制一个不许并行的的函数请问下面我的代码合理吗

看你好像完全搞混了。什么叫用共享内存的方式实现信号量控制不能并行的代码？

首先共享内存和信号量都可以实现进程间通信，但是他们的作用或者说使用的方向是有明显的区别的：

1：共享内存是创建一块内存区域，多个进程可以同时访问该区域，一般用于进程间数据传输，效率比较明显基运兄。

2：信号量则完全不同，信号量主要是用来控制临界资源的访悄嫌问，也就是你说的不能并行的函数/代码。

3：说一下实现，共享内存直接用API就可以了，信号量一般会进行封装，类似于对链表的操作进行一些简单的函数封装一样，下面给出信号量的使用实例代码，可以参考：

sem_ctl.c文件内容：

int init_sem(int sem_id,int init_value)

{

union semun sem_union;

sem_union.val = init_value;

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

{

perror(“semctl”);

return -1;

}

return 0;

}

int del_sem(int sem_id)

{

union semun sem_union;

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

{

perror(“delete semaphore”);

return -1;

}

return 0;

}

int sem_p(int sem_id)

{

struct sembuf sem_b;

sem_b.sem_num = 0;

sem_b.sem_op = -1;

sem_b.sem_ = SEM_UNDO;

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

{

perror(“P operation”);

return -1;

}

return 0;

}

int sem_v(int sem_id)

{

struct sembuf sem_b;

sem_b.sem_num = 0;

sem_b.sem_op = 1;

sem_b.sem_ = SEM_UNDO;

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

{

perror(“V opration”);

return -1;

}

return 0;

}

sem_ctl.h文件内容搏袭：

#include

#define MAX 128

int count; //全局变量，即临界资源

union semun{

int val;

struct semid_ds *buf;

unsigned short *array;

struct seminfo *__buf;

};

int init_sem(int sem_id,int init_value);

int del_sem(int sem_id);

int sem_p(int sem_id);

int sem_v(int sem_id);

在应用程序中只要包含sem_ctl.h就可以使用信号量的p、v操作了，下面给出2个c程序同时操作该信号量的情况，类似于：

server.c文件内容如下：

#include “util.h”

#include

int semid;

void sighandler(int signo)

{

del_sem(semid);

exit(0);

}

void server()

{

key_t key;

initcount();

if((key = ftok(“.”,’e’)) == -1)

{

perror(“ftok”);

exit(1);

}

if((semid = semget(key,1,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) == -1)

{

perror(“semget”);

exit(1);

}

printf(“the semid is :%d\n”,semid);

init_sem(semid, 0);

signal(SIGINT,sighandler);

signal(SIGUSR1,sighandler);

signal(SIGALRM,sighandler);

while(1)

{

sem_p(semid);

/* do something */

printf(“count =%d\n”,count++);

sem_v(semid);

sleep(2);

}

int main(void)

{

server();

}

client.c文件内容如下：

#include “sem_ctl.h”

void custom()

{

int semid;

key_t key;

if((key = ftok(“.”,’e’)) == -1)

{

perror(“ftok”);

exit(1);

}

if((semid = semget(key,0,0)) == -1)

{

perror(“semget”);

exit(1);

}

printf(“the semid is :%d\n”,semid);

while(1)

{

sem_p(semid); //获得信号量，同一时间只有一个进程能获得该信号量

/* do something */

printf(“count =%d\n”,count++);

sem_v(semid); //释放信号量

sleep(2);

}

int main(void)

{

custom();

}

编译好，运行的时候先运行server再运行client。

我想你的目的是有一段代码（即你标的 /*……….只能单独进行的函数………*/）

在任意时刻最多只能有最多一个进程执行，是吧。

首先，你的腊胡做法是错的…… 简单的说，原因是由于

while( *shmaddr );

*shmaddr = 1;

这两行代码不是一个原子操作，从while判断出 *shmaddr等于0 到 *shmaddr=1 之间，另外一个或多个进程可能也会得到 *shmaddr==0 的判断，从而导致多个进程同时进入 /*……….只能单独进行的函数………*/

具体关于互斥的基本原理，以及你为什么错，可以找一本讲操作系统原理（关于进程同步戚局游的高销内容）去看。

所以，用 shared memory 来实现进程同步肯定是不行的，正确的做法是使用 semaphore, 具体可以参考《unix 环境高级编程》中关于 semaphore (信号量）使用的章节。

关于linux中semop的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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