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

#include

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#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

#include

#include

#include

#include

#include

#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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