Linux共享内存+信号量编程示例

写在前面：最近被一本超级垃圾的书折磨够呛，书中的例子全是错的，不过幸好我不是初学者的水平。有几个例子还不错，但是书上的代码编译都不过，我折腾了很长时间才修改正确，发上来留着以后复习用。 /** * 描述:通过共享内存进行进程间通信,使用信号量来同步. * 直接运行程序会启动服务端,会打印出shmid * 然后再启动并添加shmid这个参数即可启动客户端,然后即可进行通信 * Created on: 2010-4-29 * Author: QQwen * 开发环境: fc9 + eclipse c/c++ */#include <sys/types.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/sem.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <signal.h> #define SHMDATASIZE 1000#define BUFFERSIZE （SHMDATASIZE - sizeof（int））#define SN_EMPTY 0#define SN_FULL 1#define TRUE 1int deleteSemid = 0;//必须自己定义一个union,否则编译不过union semun{ int val; struct semid_ds *buf; unsigned short int *array; struct seminfo *__buf;};void server（）;void client（int shmid）;void delete（）;void sigdelete（int signum）;void locksem（int semid, int semnum）;void unlocksem（int semid, int semnum）;//void waitzero（int semid, int semnum）;void clientwrite（int shmid, int semid, char *buffer）; int safesemget（key_t key, int nsems, int semflg）;int safesemctl（int semid, int semnum, int cmd, union semun arg）;int safesemop（int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops）;int safeshmget（key_t key, int size, int shmflg）;void* safeshmat（int shmid, const void *shmaddr, int shmflg）;int safeshmctl（int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf）; int main（int argc, char *argv[]）{ if （argc < 2） {//一个参数启动server server（）; } else {//多个参数启动client client（atoi（argv[1]））; //atoi 把字符串转为整形数 } return 0;} /** * 服务器端 */void server（）{ union semun sunion; //与semctl中的cmd参数有关 int semid, shmid; void *shmdata; char *buffer; semid = safesemget（IPC_PRIVATE, 2, SHM_R | SHM_W）; //创建一个信号集 deleteSemid = semid; atexit（&delete）; //注册终止函数 signal（SIGINT, &sigdelete）; //设置某一信号的对应动作,程序终止（interrupt）信号, 在用户键入INTR字符（通常是Ctrl-C）时发出 sunion.val = 1; //将一个二元信号量初始化为 1 safesemctl（semid, SN_EMPTY, SETVAL, sunion）; //SETVAL设置信号量集中的一个单独的信号量的值 sunion.val = 0; //将一个二元信号量赋值为0 safesemctl（semid, SN_FULL, SETVAL, sunion）; shmid = safeshmget（IPC_PRIVATE, SHMDATASIZE, IPC_CREAT | SHM_R | SHM_W）; //创建共享内存 shmdata = safeshmat（shmid, 0, 0）; //将该共享内存映射进进程的虚存空间 safeshmctl（shmid, IPC_RMID, NULL）; //将该共享内存标志为已销毁的，这样在使用完毕后，将被自动销毁 *（int*） shmdata = semid; //将信号量的标识符写入共享内存，以通知其它的进程 buffer = shmdata + sizeof（int）; //buf数据的起始地址,因为第一个地址装载了semid printf（"server is running with SHM id ** %d ** ", shmid）; while （TRUE） { printf（"waiting until full... "）; fflush（stdout）; locksem（semid, SN_FULL）; //获得共享资源 printf（"done. "）; printf（"message received: %s. ", buffer）; unlocksem（semid, SN_EMPTY）; }} void client（int shmid）{ int semid; void *shmdata; char *buffer; shmdata = safeshmat（shmid, 0, 0）; //将该共享内存映射进进程的虚存空间,这时共享内存的第一个数据是之前sercer写入的 semid = *（int *） shmdata; //获得server创建的共享内存 buffer = shmdata + sizeof（int）; //buf数据的起始地址,因为第一个地址装载了semid printf（"client operational: shm id is %d,sem id is %d ", shmid, semid）; while （TRUE） { char input[3]; printf（" menu 1.Send a message "）; printf（"2.Exit "）; fgets（input, sizeof（input）, stdin）; switch （input[0]） { case "1": clientwrite（shmid, semid, buffer）; break; case "2": exit（0）; break; } }} /** * 信号量集得创建与打开 * @para key_t key 表示所创建或打开信号量集的键。 * @para int nsems 表示创建的信号量集中的信号量的个数，该参数只在创建信号量集时有效。 * @para int semflg 表示调用函数的操作类型，也可用于设置信号量集的访问权限，两者通过or表示 * @return 如果成功，则返回信号量集的IPC标识符。如果失败，则返回-1 */int safesemget（key_t key, int nsems, int semflg）{ int retval; if （（retval = semget（key, nsems, semflg）） == -1） { printf（"semget error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} /** * 程序终止（interrupt）信号对应的函数 */void sigdelete（int signum）{ exit（0）;} /** * @para int semid 信号集的标识符，即是信号表的索引。 * @para int semnum 信号集的索引，用来存取信号集内的某个信号 * @para int cmd 需要执行的命令 * @para union semun arg * @return 返回值：如果成功，则为一个正数。如果失败，则为-1 */int safesemctl（int semid, int semnum, int cmd, union semun arg）{ int retval; if （（retval = semctl（semid, semnum, cmd, arg）） == -1） { printf（"semctl error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} /** * 创建一块新的共享内存 * @para key_t key 标识共享内存的键值 * @para int size 建立共享内存的长度（byte） * @para int shmflg 标志 * @retval 成功返回共享内存的标识符；不成功返回-1 */int safeshmget（key_t key, int size, int shmflg）{ int retval; if （（retval = shmget（key, size, shmflg）） == -1） { printf（"shmget error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} /** * 共享内存区对象映射到调用进程的地址空间 * @para int shmid 共享内存id * @para const void *shmaddr 共享内存的起始地址（附加到进程的地址空间） * @para int shmflg 标志 */void* safeshmat（int shmid, const void *shmaddr, int shmflg）{ void* retval; if （（retval = shmat（shmid, shmaddr, shmflg）） == （void*） -1） { printf（"shmat error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} /** * 对共享内存的具体控制操作 * @para int shmid 共享内存的引用标示符 */int safeshmctl（int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf）{ int retval; if （（retval = shmctl（shmid, cmd, buf）） == -1） { printf（"shmctl error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} /** * 锁定共享内存 * @para int semid 信号量集的引用id * @para int semnum 要操作的信号量 */void locksem（int semid, int semnum）{ struct sembuf sb; //指定调用semop函数所做操作 sb.sem_num = semnum; //指定要操作的信号量 sb.sem_op = -1; //要执行的操作,<0 表示进程希望使用资源 sb.sem_flg = SEM_UNDO; //标志 safesemop（semid, &sb, 1）;} void unlocksem（int semid, int semnum）{ struct sembuf sb; //指定调用semop函数所做操作 sb.sem_num = semnum; //指定要操作的信号量 sb.sem_op = 1; //要执行的操作,>0 表示對進程的资源使用完畢,交回该资源 sb.sem_flg = SEM_UNDO; //标志 safesemop（semid, &sb, 1）;} /* void waitzero（int semid,int semnum） { struct sembuf sb; //指定调用semop函数所做操作 sb.sem_num=semnum; //指定要操作的信号量 sb.sem_op=0; //需要等待直至sem_base.semval变为0 sb.sem_flg=0; //标志 safesemop（semid,&sb,1）; } *//** * 对信号量的操作 * @para int semid 信号量集的引用id * @para struct sembuf *sops 用于指定调用semop函数所做的操作 * @para unsigned nsops 指定操作函数的个数 */int safesemop（int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops）{ int retval; if （（retval = semop（semid, sops, nsops）） == -1） { printf（"semop error: %s. ", sys_errlist[errno]）; exit（254）; } return retval;} void clientwrite（int shmid, int semid, char *buffer）{ printf（"waiting until empty..."）; fflush（stdout）; locksem（semid, SN_EMPTY）; //这个过程是在等待共享内存资源 printf（"done. "）; printf（"enter message: "）; fgets（buffer, BUFFERSIZE, stdin）; unlocksem（semid, SN_FULL）;} void delete（）{ printf（" master exiting; deleting semaphore %d. ", deleteSemid）; if （（semctl（deleteSemid, 0, IPC_RMID, 0）） == -1） //IPC_RMID删除该信号量 printf（"error releasing semaphore. "）;}