两个程序使用共享内存和信号量机制数据通信 你给我用c语言写程序

在Unix/Linux系统中，共享内存和信号量经常被用来进行进程间的通信（IPC）。共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，而信号量用于同步进程对共享内存的访问。下面是一个简单的C语言示例，展示了如何使用共享内存和信号量进行进程间的数据通信。

首先，我们需要包含必要的头文件，并定义共享内存和信号量的键值，以及用于同步的信号量的名称：

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

#define SEM_KEY 0x1234
#define SHM_KEY 0x5678
#define SEM_NAME "SEM_NAME"
#define SHM_NAME "SHM_NAME"

接下来，定义信号量操作的结构体和数组：

struct sembuf p, v;
int sem_id, shm_id;

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

初始化信号量操作的结构体：

void init_semops() {
    p.buf = v.buf = (struct semid_ds *)0;
    p.sem_num = v.sem_num = 0;
    p.sem_op = -1; // P操作
    v.sem_op = 1;  // V操作
}

创建和初始化共享内存：

int create_shm() {
    key_t shm_key = ftok(SHM_NAME, SHM_KEY);
    shm_id = shmget(shm_key, 1024, IPC_CREAT | 0666);
    if (shm_id == -1) {
        perror("shmget failed");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

创建和初始化信号量：

int create_sem() {
    key_t sem_key = ftok(SEM_NAME, SEM_KEY);
    sem_id = semget(sem_key, 1, IPC_CREAT | 0666);
    if (sem_id == -1) {
        perror("semget failed");
        exit(1);
    }
    sem_union.val = 1;
    if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1) {
        perror("semctl failed");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

生产者进程将数据写入共享内存：

void producer() {
    create_sem();
    create_shm();

    char *shm_ptr = shmat(shm_id, (void *)0, 0);
    if (shm_ptr == (char *)-1) {
        perror("shmat failed");
        exit(1);
    }

    // 生产者等待信号量
    semop(sem_id, &p, 1);

    // 生产者在共享内存中写入数据
    sprintf(shm_ptr, "Hello, World!");

    // 生产者释放信号量
    semop(sem_id, &v, 1);

    // 分离共享内存
    shmdt(shm_ptr);
}

消费者进程从共享内存中读取数据：

void consumer() {
    create_sem();
    create_shm();

    char *shm_ptr = shmat(shm_id, (void *)0, 0);
    if (shm_ptr == (char *)-1) {
        perror("shmat failed");
        exit(1);
    }

    // 消费者等待信号量
    semop(sem_id, &p, 1);

    // 消费者从共享内存中读取数据
    printf("Consumed data: %s\n", shm_ptr);

    // 消费者释放信号量
    semop(sem_id, &v, 1);

    // 分离共享内存
    shmdt(shm_ptr);
}

请注意，这段代码仅仅是一个简单的示例，实际使用时可能需要更复杂的错误检查和处理。在实际的程序中，你可能还需要添加更多的逻辑来处理同步问题，例如避免多个生产者或消费者同时访问共享内存。

这个示例程序中，我们定义了两个函数：`producer` 和 `consumer`。生产者进程将字符串 "Hello, World!" 写入共享内存，而消费者进程则从共享内存中读取数据并打印出来。两个进程通过信号量来协调对共享内存的访问。