在多用户并发访问情况下,服务器为每个用户连接建立一个进程。为了保证数据库数据的一致性,要求对数据库读写操作的限制条件是: (1) 允许任意多的进程对数据库同时读访问; (2) 一次只允许一个写进程对数据库进行写访问; (3) 如果有一个进程正在进行写数据库操作,禁止任何读进程进行读操作。 试写出数据库读进程和写进程的示意程序代码,通过信号量和wait、signal函数实现上述读写限制。
时间: 2024-03-16 09:44:47 浏览: 83
以下是基于信号量和wait、signal函数实现的数据库读写限制程序示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/shm.h>
#define SHM_KEY 0x1234 // 共享内存的key
#define SEM_KEY 0x5678 // 信号量的key
#define BUFF_SIZE 1024 // 数据库缓冲区大小
union semun {
int val; // value for SETVAL
struct semid_ds *buf; // buffer for IPC_STAT & IPC_SET
unsigned short *array; // array for GETALL & SETALL
struct seminfo *__buf; // buffer for IPC_INFO
};
// 定义共享内存结构体
typedef struct {
char buffer[BUFF_SIZE]; // 数据库缓冲区
} ShmData;
// 初始化信号量
int semInit(int semid, int value) {
union semun sem_union;
sem_union.val = value;
return semctl(semid, 0, SETVAL, sem_union);
}
// P操作
int semP(int semid) {
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1;
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
return semop(semid, &sem_b, 1);
}
// V操作
int semV(int semid) {
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1;
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
return semop(semid, &sem_b, 1);
}
// 数据库读进程
void dbReadProc(int semid, ShmData *shm) {
while (1) {
semP(semid); // 请求访问数据库
printf("Reading data from database: %s\n", shm->buffer);
sleep(1); // 模拟读取数据的耗时
semV(semid); // 释放数据库
}
}
// 数据库写进程
void dbWriteProc(int semid, ShmData *shm) {
while (1) {
semP(semid); // 请求访问数据库
printf("Writing data to database...\n");
fgets(shm->buffer, BUFF_SIZE, stdin); // 从标准输入中读取数据
sleep(1); // 模拟写入数据的耗时
semV(semid); // 释放数据库
}
}
int main() {
// 创建共享内存
int shmid = shmget(SHM_KEY, sizeof(ShmData), 0666 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1) {
perror("shmget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 连接共享内存
ShmData *shm = (ShmData *)shmat(shmid, NULL, 0);
if (shm == (void *)-1) {
perror("shmat");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建信号量
int semid = semget(SEM_KEY, 1, 0666 | IPC_CREAT);
if (semid == -1) {
perror("semget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 初始化信号量
semInit(semid, 1); // 初始值为1,表示允许读和写
// 创建数据库读进程和写进程
pid_t pid;
if ((pid = fork()) == -1) {
perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
} else if (pid == 0) {
// 子进程执行读进程
dbReadProc(semid, shm);
} else {
// 父进程执行写进程
dbWriteProc(semid, shm);
}
// 等待子进程结束
if (waitpid(pid, NULL, 0) == -1) {
perror("waitpid");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 删除共享内存和信号量
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
perror("shmctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1) {
perror("semctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return 0;
}
```
在该示例程序中,我们使用了共享内存来存储数据库缓冲区,利用信号量来实现读写操作的并发控制。其中,P操作用来请求访问数据库,V操作用来释放数据库。读进程和写进程在访问数据库之前都需要执行P操作,然后在访问完成后执行V操作。在写进程访问数据库期间,读进程会一直被阻塞,直到写进程释放数据库。这样就保证了对数据库读写操作的限制条件。
阅读全文