linux 共享内存 进程间同步 例子

下面是一个基于 Linux 共享内存机制的进程间同步的例子：

首先，我们需要创建一个共享内存区域，可以使用 `shmget()` 函数来创建：

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#define SHM_SIZE 1024

int shmid;
char *shmaddr;

/* 创建共享内存 */
shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
if (shmid == -1) {
    perror("shmget");
    exit(1);
}

接下来，我们需要将共享内存区域映射到进程的地址空间中，可以使用 `shmat()` 函数来实现：

/* 映射共享内存 */
shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (char *) -1) {
    perror("shmat");
    exit(1);
}

现在，我们就可以在进程间共享数据了，例如：

/* 写入数据 */
strcpy(shmaddr, "Hello, world!");

/* 读取数据 */
printf("%s\n", shmaddr);

接下来，我们需要在多个进程间同步对共享内存的访问，这可以通过信号量机制来实现。我们可以使用 `semget()` 函数来创建一个信号量集合：

#include <sys/sem.h>

int semid;

/* 创建信号量集合 */
semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0666);
if (semid == -1) {
    perror("semget");
    exit(1);
}

然后，我们可以使用 `semctl()` 函数来初始化信号量的值：

#include <sys/sem.h>

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

union semun semarg;

/* 初始化信号量值为 1 */
semarg.val = 1;
if (semctl(semid, 0, SETVAL, semarg) == -1) {
    perror("semctl");
    exit(1);
}

现在，我们就可以在进程访问共享内存之前，先通过 `semop()` 函数来获取信号量：

#include <sys/sem.h>

struct sembuf sembuf;

/* 获取信号量 */
sembuf.sem_num = 0;
sembuf.sem_op = -1;
sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(semid, &sembuf, 1) == -1) {
    perror("semop");
    exit(1);
}

然后，对共享内存进行读写操作。

最后，访问完共享内存后，我们需要释放信号量：

#include <sys/sem.h>

/* 释放信号量 */
sembuf.sem_num = 0;
sembuf.sem_op = 1;
sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(semid, &sembuf, 1) == -1) {
    perror("semop");
    exit(1);
}

完整的代码可以参考下面的例子：

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

#define SHM_SIZE 1024

int main()
{
    int shmid, semid;
    char *shmaddr;
    union semun semarg;
    struct sembuf sembuf;

    /* 创建共享内存 */
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget");
        exit(1);
    }

    /* 映射共享内存 */
    shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shmaddr == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }

    /* 创建信号量集合 */
    semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, IPC_CREAT | 0666);
    if (semid == -1) {
        perror("semget");
        exit(1);
    }

    /* 初始化信号量值为 1 */
    semarg.val = 1;
    if (semctl(semid, 0, SETVAL, semarg) == -1) {
        perror("semctl");
        exit(1);
    }

    /* 获取信号量 */
    sembuf.sem_num = 0;
    sembuf.sem_op = -1;
    sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
    if (semop(semid, &sembuf, 1) == -1) {
        perror("semop");
        exit(1);
    }

    /* 写入数据 */
    strcpy(shmaddr, "Hello, world!");

    /* 读取数据 */
    printf("%s\n", shmaddr);

    /* 释放信号量 */
    sembuf.sem_num = 0;
    sembuf.sem_op = 1;
    sembuf.sem_flg = SEM_UNDO;
    if (semop(semid, &sembuf, 1) == -1) {
        perror("semop");
        exit(1);
    }

    /* 解除共享内存映射 */
    if (shmdt(shmaddr) == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(1);
    }

    /* 删除共享内存 */
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("shmctl");
        exit(1);
    }

    /* 删除信号量集合 */
    if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, semarg) == -1) {
        perror("semctl");
        exit(1);
    }

    return 0;
}