设计一c语言程序,由一个进程创建三个子进程,三个子进程一个是生产者进程,两个是消费者进程,且要求: 1、父子进程都使用父进程创建的共享存储区进行通信,由生产者进程将一个数组中的十个数值发送到由5个缓冲区组成的共享内存中; 2、两个消费者进程轮流接收并输出这十个数值,同时将两个消费者进程读出的数值进行累加求和; 3、考虑生产者进程生产的速度和消费者进程速度

时间: 2023-06-24 22:05:51 浏览: 129
以下是一个基本的实现,其中使用了信号量来保证进程间的同步和互斥: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/sem.h> #define SHM_SIZE 5 #define BUF_SIZE 10 union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; }; void P(int semid, int index) { struct sembuf sem; sem.sem_num = index; sem.sem_op = -1; sem.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &sem, 1); } void V(int semid, int index) { struct sembuf sem; sem.sem_num = index; sem.sem_op = 1; sem.sem_flg = SEM_UNDO; semop(semid, &sem, 1); } int main() { pid_t pid1, pid2, pid3; int shmid, semid, *shmaddr, i; union semun sem_union; // 创建共享内存 shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE * sizeof(int), IPC_CREAT | 0666); if (shmid == -1) { perror("shmget"); exit(EXIT_FAILURE); } // 连接共享内存 shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0); if (shmaddr == (int *) -1) { perror("shmat"); exit(EXIT_FAILURE); } // 初始化共享内存 for (i = 0; i < SHM_SIZE; i++) { shmaddr[i] = 0; } // 创建信号量 semid = semget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666); if (semid == -1) { perror("semget"); exit(EXIT_FAILURE); } // 初始化信号量 sem_union.val = 1; for (i = 0; i < SHM_SIZE; i++) { semctl(semid, i, SETVAL, sem_union); } // 创建生产者进程 pid1 = fork(); if (pid1 == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid1 == 0) { // 生产者进程 for (i = 0; i < BUF_SIZE; i++) { P(semid, SHM_SIZE - 1); shmaddr[i % SHM_SIZE] = i; V(semid, i % SHM_SIZE); } exit(EXIT_SUCCESS); } // 创建消费者进程1 pid2 = fork(); if (pid2 == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid2 == 0) { // 消费者进程1 int sum = 0; for (i = 0; i < BUF_SIZE / 2; i++) { P(semid, i % SHM_SIZE); sum += shmaddr[i % SHM_SIZE]; printf("Consumer1: %d\n", shmaddr[i % SHM_SIZE]); V(semid, SHM_SIZE - 1); } printf("Consumer1 sum: %d\n", sum); exit(EXIT_SUCCESS); } // 创建消费者进程2 pid3 = fork(); if (pid3 == -1) { perror("fork"); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid3 == 0) { // 消费者进程2 int sum = 0; for (i = BUF_SIZE / 2; i < BUF_SIZE; i++) { P(semid, i % SHM_SIZE); sum += shmaddr[i % SHM_SIZE]; printf("Consumer2: %d\n", shmaddr[i % SHM_SIZE]); V(semid, SHM_SIZE - 1); } printf("Consumer2 sum: %d\n", sum); exit(EXIT_SUCCESS); } // 等待子进程结束 waitpid(pid1, NULL, 0); waitpid(pid2, NULL, 0); waitpid(pid3, NULL, 0); // 删除共享内存 if (shmdt(shmaddr) == -1) { perror("shmdt"); exit(EXIT_FAILURE); } if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) { perror("shmctl"); exit(EXIT_FAILURE); } // 删除信号量 if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1) { perror("semctl"); exit(EXIT_FAILURE); } return 0; } ``` 在该实现中,父进程创建了共享内存和信号量,然后分别创建了生产者进程和两个消费者进程。生产者进程将数组中的十个数值写入由5个缓冲区组成的共享内存中,两个消费者进程轮流从缓冲区中读取数值并累加求和。同时,使用信号量来保证生产者和消费者之间的同步和互斥,确保生产者不会在缓冲区已满时写入,消费者不会在缓冲区为空时读取。最后,父进程等待所有子进程结束后删除共享内存和信号量。

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