【Linux-Day10-信号量，共享内存，消息队列】

信号量

信号量描述

信号量是一个特殊的变量，一般取正数值。它的值代表允许访问的资源数目，获取资源 时，需要对信号量的值进行原子减一，该操作被称为 P 操作。

当信号量值为 0 时，代表没有资源可用，P 操作会阻塞。

释放资源时，需要对信号量的值进行原子加一，该操作被称为 V 操作。

信号量主要用来同步进程。

信号量的值如果只取 0,1，将其称为二值信号量。

如果信 号量的值大于 1，则称之为计数信号量。

**临界资源：同一时刻，只允许被一个进程或线程访问的资源 **

**临界区：访问临界资源的代码段 **

信号量使用

semget()； 创建或者获取已存在的信号量

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

semget()成功返回信号量的 ID， 失败返回-1

key：两个进程使用相同的 key 值，就可以使用同一个信号量

nsems：内核维护的是一个信号量集，在新建信号量时，其指定信号量集中信号 量的个数

semflg 可选： IPC_CREAT IPC_EXCL

semop()对信号量进行改变，做 P 操作或者 V 操作

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

semop()成功返回 0，失败返回-1

struct sembuf

{

unsigned short sem_num; //指定信号量集中的信号量下标

short sem_op; //其值为-1，代表 P 操作，其值为 1，代表 V 操作

short sem_flg; //SEM_UNDO

};

semctl()控制信号量

int semctl( int semid, int semnum, int cmd, …);
semctl()成功返回 0，失败返回-1

semid：信号量的ID

cmd 选项： SETVAL IPC_RMID

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

封装一个c文件实现创建一个信号

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/sem.h>union semun
{int val;
};
static int semid = -1;
void sem_init()
{semid = semget((key_t)1234,1,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600);//全新创建信号量,如果存在就失败if ( semid == -1 )//失败，表示该(key_t)1234)信号已存在{semid = semget((key_t)1234,1,0600);//获取已存在的信号量idif ( semid == -1){printf("semget err\n");}}else//全新创建成功，那么要进行初始化{union semun a;a.val = 1;//信号量的初始值if ( semctl(semid,0,SETVAL,a) == -1)//设置初始值{printf("semctl err\n");}}
}
void sem_p()
{struct sembuf buf;buf.sem_num = 0;buf.sem_op = -1; //p操作buf.sem_flg = SEM_UNDO;if ( semop(semid,&buf,1) == -1){printf("semop p err\n");}}
void sem_v()
{struct sembuf buf;buf.sem_num = 0;buf.sem_op = 1; //v操作buf.sem_flg = SEM_UNDO;if ( semop(semid,&buf,1) == -1){printf("semop v err\n");}
}
void sem_destroy()
{if ( semctl(semid,0,IPC_RMID) == -1){printf("semctl destroy err\n");}}

假设资源只有一份，每轮a进程使用2次 ，b进程使用3次，如何解决。

我们可以使用信号量解决临界资源问题

a进程代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include "sem.c"
int main()
{sem_init();//for(int i = 0; i < 5; i++){//psem_p();printf("a");fflush(stdout);int n = rand() % 3;sleep(n);printf("a");fflush(stdout);sem_v();n = rand() % 3;sleep(n);}sleep(10);sem_destroy();return 0;
}

b进程代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include "sem.c"
int main()
{sem_init();for(int i = 0; i < 5; i++){sem_p();printf("b"); int n = rand() % 3;sleep(n);printf("bb");fflush(stdout);sem_v();n = rand() % 3;sleep(n);}return 0;
}

效果如下：a，b不会同时访问该资源

共享内存

共享内存原理

共享内存为多个进程之间共享和传递数据提供了一种有效的方式。共享内存是先在物理 内存上申请一块空间，多个进程可以将其映射到自己的虚拟地址空间中。所有进程都可以访 问共享内存中的地址，就好像它们是由 malloc 分配的一样。如果某个进程向共享内存写入了 数据，所做的改动将立刻被可以访问同一段共享内存的任何其他进程看到。由于它并未提供 同步机制，所以我们通常需要用其他的机制来同步对共享内存的访问。

shemget()创建共享内存

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
shmget()用于创建或者获取共享内存
shmget()成功返回共享内存的 ID， 失败返回-1
key： 不同的进程使用相同的 key 值可以获取到同一个共享内存
size： 创建共享内存时，指定要申请的共享内存空间大小
shmflg: IPC_CREAT IPC_EXCL

shmat() 用来创建映射

void * shmat( int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
shmat()将申请的共享内存的物理内存映射到当前进程的虚拟地址空间上
shmat()成功返回返回共享内存的首地址，失败返回 NULL
shmaddr：一般给 NULL，由系统自动选择映射的虚拟地址空间
shmflg： 一般给 0， 可以给 SHM_RDONLY 为只读模式，其他的为读写

shmdt()用来断开映射

int shmdt( const void *shmaddr);
shmdt()断开当前进程的 shmaddr 指向的共享内存映射
shmdt()成功返回 0， 失败返回-1

shmctl()用来控制共享内存

int shmctl( int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

shmctl()成功返回 0，失败返回-1

cmd： IPC_RMID 32. *

测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{int shmid = shmget((key_t)1234,sizeof(char)*128,IPC_CREAT|0600);if(shmid ==  -1){printf("shmget error\n");exit(1);}char* p = shmat(shmid,NULL,SHM_W);if(p == NULL){printf("shmat error\n");exit(2);}while(1){char buff[128]={0};printf("parent input: ");fflush(stdout);fgets(buff,127,stdin);if(strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}int pid = fork();if(pid == -1) break;if(pid != 0){ strcpy(p,buff);}if(pid == 0){char* ptr=shmat(shmid,NULL,0);printf("child read: %s\n",ptr);shmdt(ptr);exit(0);}wait(NULL);}shmdt(p);exit(0);
}

结果如图：

在这里插入图片描述

下面我们用信号量来实现对共享内存的访问。

代码如下：

sem.c

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/sem.h>#define SEM1 0
#define SEM2 1
union semun
{int val;
};
static int semid = -1;void sem_init()
{semid = semget((key_t)1234, 2, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0600); // 全新创建信号量,如果存在就失败if (semid == -1)                                             // 失败，表示已存在{semid = semget((key_t)1234, 2, 0600); // 获取已存在的信号量idif (semid == -1){printf("semget err\n");}}else // 全新创建成功，那么要进行初始化{union semun a;const int ar[2] = {1, 0};for (int i = 0; i < 2; ++i){a.val = i;                             // 信号量的初始值if (semctl(semid, i, SETVAL, a) == -1) // 设置初始值{printf("semctl err\n");}}}
}
void sem_p(int sem)
{struct sembuf buf;buf.sem_num = sem;buf.sem_op = -1; // pbuf.sem_flg = SEM_UNDO;if (semop(semid, &buf, 1) == -1){printf("semop p err\n");}
}
void sem_v(int sem)
{struct sembuf buf;buf.sem_num = sem;buf.sem_op = 1; // vbuf.sem_flg = SEM_UNDO;if (semop(semid, &buf, 1) == -1){printf("semop v err\n");}
}
void sem_destroy()
{if (semctl(semid, 0, IPC_RMID) == -1){printf("semctl destroy err\n");}
}

read.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/shm.h>
#include "sem.c"int main()
{int shmid = shmget((key_t)1234,128,IPC_CREAT|0600);if ( shmid == -1 ){printf("shmget err\n");exit(1);}char * s = (char*)shmat(shmid,NULL,0);if ( s == (char*)-1){printf("shmat err\n");exit(1);}sem_init();while( 1 ){sem_p(SEM2);if ( strncmp(s,"end",3) == 0 ){break;}printf("read:%s\n",s);sem_v(SEM1);} shmdt(s);shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);sem_destroy();
}

write.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/shm.h>
#include "sem.c"int main()
{int shmid = shmget((key_t)1234,128,IPC_CREAT|0600);if ( shmid == -1 ){printf("shmget err\n");exit(1);}char* s = (char*)shmat(shmid,NULL,0);if ( s == (char*)-1) {printf("shmat err\n");exit(1);}   sem_init();while( 1 ){printf("input: ");char buff[128] = {0};fflush(stdout);fgets(buff,128,stdin);sem_p(SEM1);strcpy(s,buff);sem_v(SEM2);if ( strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}}shmdt(s);
}

消息队列

接口介绍

1.msgget() 获取消息队列

int msgget(key_t key, int msqflg);
msgget()创建或者获取一个消息队列
msgget()成功返回消息队列 ID，失败返回-1
msqflg： IPC_CREAT

2.msgsnd()发送信息

int msgsnd( int msqid, const void *msqp, size_t msqsz, int msqflg);
msgsnd()发送一条消息，消息结构为：
struct msgbuf
{
long mtype; // 消息类型， 必须大于 0 必须有
char mtext[1]; // 消息数据
};
msgsnd()成功返回 0， 失败返回-1
msqsz： 指定 mtext 中有效数据的长度
msqflg：一般设置为 0 可以设置 IPC_NOWAIT

3.msgrcv()接收消息

ssize_t msgrcv( int msqid, void *msgp, size_t msqsz, long msqtyp, int msqflg);
msgrcv()接收一条消息
msgrcv()成功返回 mtext 中接收到的数据长度， 失败返回-1
msqtyp： 指定接收的消息类型，类型可以为 0（忽略类型）
msqflg： 一般设置为 0 可以设置 IPC_NOWAIT

4.msgctl()控制消息队列

int msgctl( int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
msgctl()控制消息队列
msgctl()成功返回 0，失败返回-1
cmd： IPC_RMID

测试代码：

msgread.c //从消息队列中读取

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<sys/msg.h>
struct message
{long type;//固定char msg[16];
};
int main()
{int msgid=msgget((key_t)1234,IPC_CREAT|0600);if(msgid==-1){printf("msgget err\n");exit(1);}struct message dt;msgrcv(msgid,&dt,16,1,0);//0代表不区分类型printf("read message:%s\n",dt.msg);exit(0);
}

msgcreat.c //写入数据

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<sys/msg.h>
struct message //自定义结构体
{long type;//固定的char msg[16];
};
int main()
{int msgid=msgget((key_t)1234,IPC_CREAT|0600);if(msgid==-1){printf("msgget err\n");exit(1);}struct message dt;dt.type=1;strcpy(dt.msg,"China");msgsnd(msgid,&dt,16,0);exit(0);
}

自定义的结构体第一个是消息类型，读取消息是按类型进行的，0为不区分消息类型，可以全部读取。

写入到消息队列的数据在内存中，除了删除和重启系统，不会丢失。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/77229.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

2022年全国研究生数学建模竞赛华为杯B题方形件组批优化问题求解全过程文档及程序

2022年全国研究生数学建模竞赛华为杯B题方形件组批优化问题求解全过程文档及程序

2022年全国研究生数学建模竞赛华为杯 B题 方形件组批优化问题 原题再现&#xff1a; 背景介绍   智能制造被“中国制造2025”列为主攻方向, 而个性化定制、更短的产品及系统生命周期、互联互通的服务模式等成为目前企业在智能制造转型中的主要竞争点。以离散行业中的产品为…
阅读更多...
20230912java面经整理

20230912java面经整理

1.gc算法有哪些 引用计数&#xff08;循环引用&#xff09;和可达性分析找到无用的对象 标记-清除&#xff1a;简单&#xff0c;内存碎片&#xff0c;大对象找不到空间 标记-复制&#xff1a;分成两半&#xff0c;清理一半&#xff0c;没有碎片&#xff0c;如果存活多效率低&a…
阅读更多...
Python之离线安装第三方库

Python之离线安装第三方库

1、场景介绍 在一些服务器上&#xff0c;我们搭建完Python环境之后&#xff0c;因为服务器的网络限制原因&#xff0c;不能直接通过pip命令下载安装Python的依赖包。 因此&#xff0c;我们需要在可以正常上网的服务器上下载好所需的依赖包文件&#xff0c;然后拷贝到目标服务器…
阅读更多...
嘉泰实业：真实低门槛，安全有保障

嘉泰实业：真实低门槛，安全有保障

在互联网金融大行其道的当下&#xff0c;无论用户是多么的青睐、喜爱这种便捷的理财方式&#xff0c;也一定得把资金安全放在心上。要投就投那些实力背景雄厚&#xff0c;诚信经营的平台&#xff0c;可以选择投资用户基数庞大的理财老品牌&#xff0c;也可以选择发展势头迅猛的…
阅读更多...
OneFormer: One Transformer to Rule Universal Image Segmentation论文笔记

OneFormer: One Transformer to Rule Universal Image Segmentation论文笔记

论文https://arxiv.org/pdf/2211.06220.pdfCodehttps://github.com/SHI-Labs/OneFormer 文章目录 1. Motivation2. 方法2.1 与Mask2Former的相同之处2.2 OneFormer创新之处2.3 Task Conditioned Joint Training2.4 Query Representations2.4 Task Guided Contrastive Queries 3…
阅读更多...
备忘录模式简介

备忘录模式简介

概念&#xff1a; 备忘录模式&#xff08;Memento Pattern&#xff09;是一种行为型设计模式&#xff0c;它允许在不暴露对象内部状态的情况下捕获和恢复对象之前的状态。该模式通过将对象的状态封装到备忘录中&#xff0c;并将其保存在一个管理者类中&#xff0c;从而实现了对…
阅读更多...
【Redis】为什么要学 Redis

【Redis】为什么要学 Redis

文章目录 前言一、Redis 为什么快二、Redis 的特性2.1 将数据储存到内存中2.2 可编程性2.3 可扩展性2.4 持久性2.5 支持集群2.6 高可用性 三、Redis 的应用场景四、不能使用 Redis 的场景 前言 关于为什么要学 Redis 这个问题&#xff0c;一个字就可以回答&#xff0c;那就是&…
阅读更多...
学习记忆——宫殿篇——记忆宫殿——数字编码——记忆数字知识点

学习记忆——宫殿篇——记忆宫殿——数字编码——记忆数字知识点

面对错综复杂的数字信息&#xff0c;我们想要记住可以通过以下三点&#xff1a; 1、首先找到关键词 2、数字编码牢记 3、关键词跟编码链接 案例&#xff1a;会计考试-时间期限为 3、7、10 日、1 年的知识点 3 天 (1)托收承付的承付期验单付款为 3 天。 (2)失票人应当在通…
阅读更多...
帝国cms后台访问链接提示“非法来源”解决方法

帝国cms后台访问链接提示“非法来源”解决方法

提示“非法来源”的原因 帝国CMS更新升级7.2后，新增了后台安全模式，后台推出了金刚模式来验证链接来源。后台所有链接都需要登录后才能访问，直接强制访问后台页面链接都会提示“非法来源”。不是正常登录后台的用户无法直接访问到内容，保证了后台数据安全。 那么我们在日常…
阅读更多...
【设计模式】三、概述分类+单例模式

【设计模式】三、概述分类+单例模式

文章目录 概述设计模式类型 单例模式饿汉式&#xff08;静态常量&#xff09;饿汉式&#xff08;静态代码块&#xff09;懒汉式(线程不安全)懒汉式(线程安全&#xff0c;同步方法)懒汉式(线程安全&#xff0c;同步代码块)双重检查静态内部类枚举单例模式在 JDK 应用的源码分析 …
阅读更多...
SpringMVC实现文件上传和下载功能

SpringMVC实现文件上传和下载功能

文件下载 ResponseEntity用于控制器方法的返回值类型&#xff0c;该控制器方法的返回值就是响应到浏览器的响应报文。具体步骤如下&#xff1a; 获取下载文件的位置&#xff1b;创建流&#xff0c;读取文件&#xff1b;设置响应信息&#xff0c;包括响应头&#xff0c;响应体以…
阅读更多...
04-Redis哨兵高可用架构

04-Redis哨兵高可用架构

上一篇&#xff1a;03-Redis主从架构 架构说明 sentinel哨兵是特殊的redis服务&#xff0c;不提供读写服务&#xff0c;主要用来监控redis实例节点。 哨兵架构下client端第一次从哨兵找出redis的主节点&#xff0c;后续就直接访问redis的主节点&#xff0c;不会每次都通过s…
阅读更多...
【2023最新B站评论爬虫】用python爬取上千条哔哩哔哩评论

【2023最新B站评论爬虫】用python爬取上千条哔哩哔哩评论

文章目录 一、爬取目标二、展示爬取结果三、爬虫代码四、同步视频五、附完整源码 您好&#xff0c;我是 马哥python说&#xff0c;一枚10年程序猿。 一、爬取目标 之前&#xff0c;我分享过一些B站的爬虫&#xff1a; 【Python爬虫案例】用Python爬取李子柒B站视频数据 【Pyt…
阅读更多...
Java实现合并多个excel操作

Java实现合并多个excel操作

涉及较多封装的工具类&#xff0c;所有依赖的工具类均提供代码&#xff0c;根据名称新建对应的类&#xff0c;在每个工具类中再引入相应的依赖即可 首先需要明确的是&#xff0c;需要合并的每个excel的表头名称必须是相同的&#xff0c; 针对表头&#xff0c;建立传输的dto&a…
阅读更多...
【Spring】Ioc容器

【Spring】Ioc容器

&#x1f388;博客主页&#xff1a;&#x1f308;我的主页&#x1f308; &#x1f388;欢迎点赞 &#x1f44d; 收藏 &#x1f31f;留言 &#x1f4dd; 欢迎讨论&#xff01;&#x1f44f; &#x1f388;本文由 【泠青沼~】 原创&#xff0c;首发于 CSDN&#x1f6a9;&#x1f…
阅读更多...
IDEA设置Maven 镜像

IDEA设置Maven 镜像

第一步&#xff1a;右键项目&#xff0c;选择Maven->Create ‘settings.xml’ 已经存在的话是Open ‘settings.xml’&#xff1a; 第二步&#xff1a;在settings.xml文件中增加阿里云镜像地址&#xff0c;代码如下&#xff1a; <?xml version"1.0" encodin…
阅读更多...
Android Ble蓝牙App（七）扫描过滤

Android Ble蓝牙App（七）扫描过滤

Ble蓝牙App&#xff08;七&#xff09;扫描过滤 前言目录正文一、增加菜单二、使用MMKV① 添加依赖② 封装MMKV③ 使用MMKV 三、过滤空设备名四、过滤Mac地址五、过滤RSSI六、源码 前言 在上一篇文章中了解了MTU的相关知识以及对于设备操作信息的展示&#xff0c;本篇文章中将增…
阅读更多...
Electron和vue3集成（推荐仅用于开发）

Electron和vue3集成（推荐仅用于开发）

本篇我们仅实现Electron和vue3通过先运行起vue3项目&#xff0c;再将vue3的url地址交由Electron打开的方案&#xff0c;仅由Electron在vue3项目上套一层壳来达到脱离本机浏览器运行目的 1、参考快速上手 | Vue.js搭建起vue3初始项目 npm install -g vue npm install -g vue/c…
阅读更多...
Android 文字转语音播放实现

Android 文字转语音播放实现

1&#xff0c;TextToSpeech类是android自带的&#xff0c;但是部分设备需要支持TTS需要增加语音库&#xff0c;我使用的是讯飞语音&#xff08;离线的哦&#xff09;。请自行下载并安装讯飞语音APK&#xff0c;然后到系统设置中设置TTS功能默认使用该选项。有自带TTS库的可以省…
阅读更多...
口袋参谋：淘宝不限类目,透视竞品实时销量!快试试这个插件

口袋参谋：淘宝不限类目,透视竞品实时销量!快试试这个插件

​在运营一家店铺之前&#xff0c;可以先了解各类目宝贝的市场行情&#xff0c;及时掌握不同类目宝贝的价格、销售情况&#xff0c;根据需求制定出属于自己的营销策略。 【可跨类目竞店透视】功能&#xff1a; 支持一键获取任意店铺宝贝概况信息 【跨类目竞店透视】功能使用 …
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023