linux通过信号量PV操作和父子进程实现三个进程相互报数

在Linux中，可以使用信号量的P（wait）和V（signal）操作以及父子进程来实现三个进程相互报数的功能。以下是一个示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/sem.h>

#define SEM_KEY 1234

union semun {
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *array;
};

void P(int sem_id) {
    struct sembuf buf;
    buf.sem_num = 0;
    buf.sem_op = -1;
    buf.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(sem_id, &buf, 1);
}

void V(int sem_id) {
    struct sembuf buf;
    buf.sem_num = 0;
    buf.sem_op = 1;
    buf.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(sem_id, &buf, 1);
}

int main() {
    int sem_id = semget(SEM_KEY, 1, IPC_CREAT | 0666);
    if (sem_id == -1) {
        perror("semget");
        exit(1);
    }

    union semun arg;
    arg.val = 1;
    if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, arg) == -1) {
        perror("semctl");
        exit(1);
    }

    pid_t pid1, pid2;
    int count = 0;

    pid1 = fork();
    if (pid1 == -1) {
        perror("fork");
        exit(1);
    } else if (pid1 == 0) { // 子进程1
        while (count < 10) {
            P(sem_id);
            printf("Child process 1: %d\n", ++count);
            V(sem_id);
            sleep(1); // 等待其他进程执行
        }
        exit(0);
    }

    pid2 = fork();
    if (pid2 == -1) {
        perror("fork");
        exit(1);
    } else if (pid2 == 0) { // 子进程2
        while (count < 10) {
            P(sem_id);
            printf("Child process 2: %d\n", ++count);
            V(sem_id);
            sleep(1); // 等待其他进程执行
        }
        exit(0);
    }

    // 等待子进程执行完毕
    waitpid(pid1, NULL, 0);
    waitpid(pid2, NULL, 0);

    // 删除信号量
    if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID) == -1) {
        perror("semctl");
        exit(1);
    }

    return 0;
}

在上述代码中，通过使用信号量的P（wait）和V（signal）操作来实现进程间的互斥。父进程通过fork创建了两个子进程，每个子进程都循环执行打印操作。在打印之前，子进程使用P操作锁定信号量，以确保只有一个进程能够执行打印操作。在打印之后，子进程使用V操作释放信号量。为了确保每个进程有机会执行，我们在每次打印之后使用sleep(1)函数来让进程休眠1秒。最后，父进程通过waitpid等待子进程执行完毕，并且在程序结束前删除信号量。

当你运行以上代码时，你将看到三个进程相互报数的输出。