信号量集合

semaphore.c文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

#define IPCKEY 0x14

/*
man semctl函数可知：
When there are four, the fourth has the type union semun.
The calling program must define this  union  as
follows:
所以这个联合结构的定义：必须手工加上去，
否则编译器会报错：不知道union semun存储空间的大小。
*/
typedef union semun
{
        int val;
        struct semid_ds * buf;
        unsigned short * array;
        struct seminfo * __buf;
}MYSEM;


/*
功能：编写2个进程，1个信号量集合，集合中有2个信号量，1个进程 semaphore 从键盘输入数据，
            再写进文件，之后，才释放信号量资源，另外1个进程 semaphore2 才容许从文件中读取数据，
            之后，才容许第1个进程 semaphore 可以再次从键盘输入数据。

            这样可以保证：进程 semaphore2 在文件中有数据的时候，才会进去读取。
注意：
            进程 semaphore2 必须先执行，如果 进程 semaphore 先执行，将会出现死锁。这个问题已经解决了。
*/
int main(int argc, char * * argv)
{
        printf("1个信号量集合，集合中有2个信号量。都作2元信号量，控制单个资源，被用作一个锁机制。\n");
        printf("0号 信号量：可写，没有进程在读取文件了，可以向文件中写数据了。\n");
        printf("1号 信号量：可读，表示没有进程在写文件了，可以从文件中读取数据了。\n");

        int ret;
        int fd;
        fd = open("./sem.txt", O_WRONLY|O_TRUNC);
        if(fd < 0)
        {
                printf("open err!\n");
                exit(-1);
        }

        char path[1024];
        memset(path, 0, sizeof(path));
        strcpy(path, "/etc/hosts");
        printf("path=[%s]\n", path);

        key_t key = 0;
        printf("key=[%x]\n", key);
        /*path必须是已经存在的文件名，将path文件的索引节点号取出，
        前面加上子序号IPCKEY，得到key_t的返回值。
        功能：可以保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值
        */
        key = ftok(path, IPCKEY);
        if(key < 0)
        {
                printf("ftok err!\n");
                exit(-1);
        }
        printf("key=[%x]\n", key);

        int semid;
        /*semget 功能：创建信号量集合，该集合中信号量数为2个*/
        semid = semget(key, 2, IPC_CREAT|0777);
        if(semid < 0)
        {
                printf("semget err!\n");
                exit(-1);
        }
        printf("semid=[%d]\n", semid);

        MYSEM sem; /*多个特定命令参数的联合*/
        sem.val = 1; /*信号量初始值为1：称为二元信号量，它控制单个资源。*/
        /*semctl SETVAL 功能：设置信号量集合中 信号量成员0 的信号量初始值。
        下面一句也可以是：semctl(semid, 0, SETVAL, 1);*/
        ret = semctl(semid, 0, SETVAL, sem);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        sem.val = 0; /*信号量初始值为0*/
        ret = semctl(semid, 1, SETVAL, sem);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        struct semid_ds semds; /*每一个信号量集合，都有这样一个结构体*/
        sem.buf = &semds;
        ret = semctl(semid, 0, IPC_STAT, sem);
        printf("信号量集合 的属性如下：\n");
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }
        printf("信号量集合中，有[%d]个信号量\n", semds.sem_nsems);
        printf("最后一次对信号量集合操作(semop)的时间=[%s]\n", ctime(&(semds.sem_otime)));
        printf("最后一次对信号量集合修改的时间=[%s]\n", ctime(&(semds.sem_ctime)));


        /*semctl GETVAL 功能：取得信号量集合中 0号 信号量 的当前信号值。*/
        ret = semctl(semid, 0, GETVAL);
        printf("0号 信号量 的当前信号值=[%d]\n", ret);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        /*semctl GETVAL 功能：取得信号量集合中 1号 信号量 的当前信号值。*/
        ret = semctl(semid, 1, GETVAL);
        printf("1号 信号量 的当前信号值=[%d]\n", ret);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        struct sembuf sops[2]; /*信号量操作数组*/
        char buf[1024];
        while(1)
        {
                sops[0].sem_num = 0; /*0号 信号量*/
                sops[0].sem_op = -1; /*操作：负：表示要获取由 0号 信号量 控制的资源。*/
                sops[0].sem_flg = SEM_UNDO; /*sem_op的绝对值 加到该进程的 0号 信号量 的调整值上。*/
                printf("0号 信号量 减 1 操作:开始执行 semop 函数：\n");
                /*semop功能：对 0号 信号量 执行减 1 操作，即想获取资源。
                分析：第一次时：由于0号 信号量 初始值是1，表示资源可用，semop函数不会阻塞。
                如果 0号 信号量 的值已经是0了，则想再做减1操作的时候，semop函数会阻塞。*/
                ret = semop(semid, &sops[0], 1);
                printf("semop ret = [%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semop err!\n");
                        exit(-1);
                }

                /*semctl GETVAL 功能：取得信号量集合中 0号 信号量 的当前信号值。*/
                ret = semctl(semid, 0, GETVAL);
                printf("0号 信号量 的当前信号值=[%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semctl err!\n");
                        exit(-1);
                }

                memset(buf, 0, sizeof(buf));
                printf("input:\n");
                ret = read(0, buf, sizeof(buf));
                if(ret < 0)
                {
                        printf("read err!\n");
                        exit(-1);
                }
                lseek(fd, 0, SEEK_SET);
                printf("read buf = [%s], ret = [%d]\n", buf, ret);
                ret = write(fd, buf, ret); /*将从键盘输入的数据，保存到文件中*/
                if(ret < 0)
                {
                        printf("write err!\n");
                        exit(-1);
                }

                sops[1].sem_num = 1; /*1号 信号量*/
                sops[1].sem_op = 1; /*操作：正：表示要释放由 1号 信号量 控制的资源。*/
                sops[1].sem_flg = SEM_UNDO; /*sem_op的绝对值 加到该进程的 1号 信号量 的调整值上。*/
                printf("1号 信号量 加 1 操作:执行 semop 函数：\n");
                /*semop功能：对 1号 信号量 执行加 1 操作，即想释放资源, semop函数不会阻塞。*/
                ret = semop(semid, &sops[1], 1);
                printf("semop ret = [%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semop err!\n");
                        exit(-1);
                }
        }

        /*semctl IPC_RMID功能：删除 系统中的信号集合semid*/
        ret = semctl(semid, 0, IPC_RMID);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        return 0;
}

semaphore2.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

#define IPCKEY 0x14

typedef union semum
{
        int val;
        struct semid_ds * buf;
        unsigned short * array;
}MYSEM;

int main(int argc, char * * argv)
{
        int ret;
        int fd;
        fd = open("./sem.txt", O_RDONLY);
        if(fd < 0)
        {
                printf("open err!\n");
                exit(-1);
        }

        char path[1024];
        memset(path, 0, sizeof(path));
        strcpy(path, "/etc/hosts");
        printf("path=[%s]\n", path);

        key_t key = 0;
        printf("key=[%x]\n", key);
        /*path必须是已经存在的文件名，将path文件的索引节点号取出，
        前面加上子序号IPCKEY，得到key_t的返回值。
        功能：可以保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值
        */
        key = ftok(path, IPCKEY);
        if(key < 0)
        {
                printf("ftok err!\n");
                exit(-1);
        }
        printf("key=[%x]\n", key);

        int semid;
        /*semget 功能：创建信号量集合，该集合中信号量数为2个。
        如果集合已经存在：则第2个参数将被忽略。*/
        semid = semget(key, 2, 0);
        if(semid < 0)
        {
                printf("semget err!\n");
                exit(-1);
        }
        printf("semid=[%d]\n", semid);

        /*
        MYSEM sem;
        sem.val = 0;
        ret = semctl(semid, 1, SETVAL, sem);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }
        */

        /*semctl GETVAL 功能：取得信号量集合中 1号 信号量 的当前信号值。*/
        ret = semctl(semid, 1, GETVAL);
        printf("1号 信号量 的当前信号值=[%d]\n", ret);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        struct sembuf sops[2]; /*信号量操作数组*/
        char buf[1024];
        while(1)
        {
                sops[1].sem_num = 1; /*1号 信号量*/
                sops[1].sem_op = -1; /*操作：负：表示要申请获取由 1号 信号量 控制的资源。*/
                sops[1].sem_flg = SEM_UNDO; /*sem_op的绝对值 加到该进程的 1号 信号量 的调整值上。*/
                printf("1号 信号量 减 1 操作:开始执行 semop 函数：\n");
                /*semop功能：对 1号 信号量 执行减 1 操作，即想获取资源。
                分析：第一次时：由于1号 信号量 初始值是0，表示无资源可用，semop函数会阻塞,
                直到 semaphore 进程 给 1号 信号量 进行 加 1 操作，进程才向下继续执行。
                如果 1号 信号量 的值已经是1了，则想再做减1操作的时候，semop函数不会阻塞。*/
                ret = semop(semid, &sops[1], 1);
                printf("semop ret = [%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semop err!\n");
                        exit(-1);
                }

                /*semctl GETVAL 功能：取得信号量集合中 0号 信号量 的当前信号值。*/
                ret = semctl(semid, 1, GETVAL);
                printf("1号 信号量 的当前信号值=[%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semctl err!\n");
                        exit(-1);
                }

                lseek(fd, 0, SEEK_SET);
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
                ret = read(fd, buf, sizeof(buf));
                if(ret < 0)
                {
                        printf("read err!\n");
                        exit(-1);
                }
                printf("read buf = [%s], ret = [%d]\n", buf, ret);

                sops[0].sem_num = 0; /*0号 信号量*/
                sops[0].sem_op = 1; /*操作：正：表示要释放由 0号 信号量 控制的资源。*/
                sops[0].sem_flg = SEM_UNDO; /*sem_op的绝对值 加到该进程的 0号 信号量 的调整值上。*/
                printf("0号 信号量 加 1 操作:执行 semop 函数：\n");
                /*semop功能：对 0号 信号量 执行加 1 操作，即想释放资源, semop函数不会阻塞。*/
                ret = semop(semid, &sops[0], 1);
                printf("semop ret = [%d]\n", ret);
                if(ret < 0)
                {
                        printf("semop err!\n");
                        exit(-1);
                }
        }

        /*semctl IPC_RMID功能：删除 系统中的信号集合semid*/
        ret = semctl(semid, 0, IPC_RMID);
        if(ret < 0)
        {
                printf("semctl err!\n");
                exit(-1);
        }

        return 0;
}