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Linux 信号量 生产者消费者小例题 （嘘，我是菜鸟～）

2024-07-12 19:52:42   221人阅读

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　　菜鸟偶遇信号量，擦出火花（只有不熟才会有火花）。于是上网搜资料和看《Unix环境高级编程》实现了几个小例题，高手请勿喷！这几位写得非常好啊：

题目来源： http://www.it165.net/os/html/201312/7039.html

信号量及其用法：http://www.cnblogs.com/hjslovewcl/archive/2011/03/03/2314341.html

Mutex与Semaphore区别著名的厕所理论：http://koti.mbnet.fi/niclasw/MutexSemaphore.html

 　　哎呀，暴露了！我不是故意偷窥别人的……

 

一：一个生产者、一个消费者、一个资源情况

　　这种情况情况可以只用一个信号量，要生成或要消费只用尝试获取这个信号量，这里用了两个：full=1和empty=0，两个只为了和后面一致，1、0是赋初值。生产者和消费者情况如下：

//生产者：P(empty)    生成资源并放进资源处V(full)//消费者：P(full)    消费资源V(empty)

　　若生产者最先开始生产资源，P(empty)，full和empty都成了0，此时若消费者想要消费，则P(full)时，full为0则睡眠等待，等生产者生结束就把full加1，看到消费者可怜地睡着了就唤醒它，然后消费者把full减1自己快活去了。

　　消费者消费过程中生产者若要生了，则会因为empty为0而休眠，等消费者结束就把empty加1，然后生产者开始生产。

　　上面的好理解，下面上代码:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <pthread.h>#include <x86_64-linux-gnu/sys/types.h>#include <x86_64-linux-gnu/sys/ipc.h>#include <x86_64-linux-gnu/sys/sem.h>int semInite(int semId, int value);int semDelete(int semId);int semP(int semId);int semV(int semId);//declare a union to be usedunion semun {    int val;                        /* value for SETVAL */     struct semid_ds *buf;                /* buffer for IPC_STAT, IPC_SET */     unsigned short int *array;         /* array for GETALL, SETALL */     struct seminfo *__buf;                /* buffer for IPC_INFO */ };//semaphore declarestatic int semFullId;static int semEmptyId;static int source = 0;        //source definition    //new thread as a consumervoid* child_thread(void* arg){    int ttt = 1;            while(1)    {        sleep(rand() % 19);        printf("child No.%d times wants to consume...\n", ttt);                semP(semFullId);    //        printf("child No.%d times start consuming. source = %d\n", ttt, source);        source = 0;        printf("child No.%d times end consuming. source = %d\n\n", ttt++, source);        semV(semEmptyId);    //    }        return (void*)0;}int main(void){        //create semaphore    semFullId = semget((key_t)1235, 1, 0666 | IPC_CREAT);    semEmptyId = semget((key_t)1236, 1, 0666 | IPC_CREAT);    semInite(semFullId, 0);    semInite(semEmptyId, 1);        pthread_t pid;    pthread_create(&pid, NULL, child_thread, NULL);        int tt = 1;        while(1)    {        sleep(rand() % 18);        printf("parent No.%d times wants to produce...\n", tt);                semP(semEmptyId);    //        printf("parent No.%d times start producing. source = %d\n", tt, source);        source = rand() % 100;        printf("parent No.%d times end producing. source = %d\n", tt++, source);        semV(semFullId);    //    }        semDelete(semFullId);    semDelete(semEmptyId);    return 0;}//set semaphore as default valueint semInite(int semId, int value){    union semun semUnion;    semUnion.val = value;    //set default semaphore    return semctl(semId, 0, SETVAL, semUnion);}//delete semaphoreint semDelete(int semId){    union semun semUnion;    return semctl(semId, 0, IPC_RMID, semUnion);}//semaphore P operationint semP(int semId){    struct sembuf semBuf;    semBuf.sem_num = 0;        //indicate it is not semaphore array    semBuf.sem_op = -1;        //subtract one    semBuf.sem_flg = SEM_UNDO;        return semop(semId, &semBuf, 1);    //return value}//semaphore V operationint semV(int semId){    struct sembuf semBuf;    semBuf.sem_num = 0;        //indicate it is not semaphore array    semBuf.sem_op = 1;        //subtract one    semBuf.sem_flg = SEM_UNDO;        return semop(semId, &semBuf, 1);    //return value}
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两个线程，创建的新线程当做消费者了。其中unix的几个信号量的函数看了半天，有点复杂，简单不准确来讲：

//获得一个信号量啦，第二个参数是想要创建的信号量个数，//因为unix操作的是信号量集合，设为1不就一个信号量了嘛//其他参数我不管了int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);//信号量集合的操作，这个可以用来实现P、V的 +1 -1 的功能int semop(int sem_id, struct sembuf *sem_ops, size_t num_sem_ops);//信号量集合的控制，如初始化删除等int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, ...);

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