Linux共享内存和信号灯实现进程同步
时间: 2023-12-06 10:40:51 浏览: 93
在Linux中,共享内存和信号量都是用来实现进程间通信和同步的机制。
共享内存是指多个进程可以访问同一块物理内存,这就允许多个进程可以共享数据,从而实现数据的共享和同步。共享内存的使用需要注意进程间的互斥和同步问题,否则会出现数据竞争等问题。
信号量是一种计数器,用于同步不同进程之间的访问。每个进程需要在访问共享资源之前获取信号量,如果信号量的计数器为0,则进程会被阻塞,直到其他进程释放了资源并增加了信号量计数器的值。当进程完成对资源的访问后,它需要释放信号量,这样其他进程才能获取资源并继续执行。
下面是一个简单的使用共享内存和信号量实现进程同步的示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <string.h>
#define SHM_SIZE 1024
#define SEM_KEY 1234
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
};
int main(int argc, char *argv[]) {
int shmid, semid;
char *shmaddr;
union semun semarg;
struct sembuf sembuf = {0, -1, SEM_UNDO}; //wait操作
struct sembuf sembuf2 = {0, 1, SEM_UNDO}; //signal操作
//创建共享内存
if ((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666)) == -1) {
perror("shmget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//附加共享内存到进程地址空间
if ((shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *) -1) {
perror("shmat");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//创建信号量
if ((semid = semget(SEM_KEY, 1, IPC_CREAT | 0666)) == -1) {
perror("semget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//设置信号量初始计数为1
semarg.val = 1;
if (semctl(semid, 0, SETVAL, semarg) == -1) {
perror("semctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
} else if (pid == 0) { //子进程写入共享内存
strncpy(shmaddr, "hello", SHM_SIZE);
//等待信号量
semop(semid, &sembuf, 1);
printf("child process read from shared memory: %s\n", shmaddr);
//释放信号量
semop(semid, &sembuf2, 1);
//解除共享内存的附加
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//删除共享内存
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
perror("shmctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//删除信号量
if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, semarg) == -1) {
perror("semctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
} else { //父进程读取共享内存
sleep(2);
//等待信号量
semop(semid, &sembuf, 1);
printf("parent process read from shared memory: %s\n", shmaddr);
//释放信号量
semop(semid, &sembuf2, 1);
//解除共享内存的附加
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
return 0;
}
```
在上述代码中,我们首先创建了一个大小为1024字节的共享内存和一个计数器初始值为1的信号量。子进程向共享内存写入数据,等待父进程读取数据完成后才能释放信号量;父进程则等待子进程写入数据,获取到信号量后读取数据并释放信号量。最后,我们删除共享内存和信号量。
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