多程序+共享記憶體+訊號量綜合例項
測試框架
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include "myipc_sem.h"
#include "myipc_shm.h"
void Test(int var)
{
int cnt = 0 ;
int ret = 0;
int shmdl = 0;
int *addr = NULL;
key_t key ;
int semid = 0;
//利用獲取的key開啟/建立訊號量集合
key = ftok("./",'a');
//建立訊號量集合--預設建立1個訊號量
ret = sem_open(key, &semid);
if(ret == SEMERR_ENOXIST)
{
ret = sem_create(key, &semid);
if(ret != 0)
{
printf("sem_create err\n" );
return -1;
}
}
//sem_p(semid);//p操作
printf("Aloha!Fork()....%d\n",var);
ret = IPC_CreatShm("./", sizeof(int), &shmdl);
if(ret != 0)
{
printf("IPC_CreatShm err\n");
return -1;
}
ret = IPC_MapShm(shmdl,(void**)&addr);
cnt = ++(*addr);
printf ("cnt:%d\n",cnt);
ret = IPC_UnMapShm(addr);//顯示解除對映關係
//sem_v(semid);//v操作
printf("child: %d exit!\n=================================================================\n",getpid());
}
int main()
{
int loop_num = 0;
int proc_num = 0;
int i = 0,j = 0;
pid_t pid ;
int ret = 0;
int shmdl = 0;
key_t key = 0;
int semid = 0;
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
printf("Input the procnum:\n");
scanf("%d",&proc_num);
printf("Input the loopnum:\n");
scanf("%d",&loop_num);
//建立共享記憶體--父程序建立的時候使用的key和子程序一樣,
//所以即使在子程序再次建立,實則是獲取已存在的共享記憶體--所以是同一塊共享記憶體
//當然可以在子程序裡面不再重新呼叫建立共享記憶體的函式(實際上也沒有真的建立)
//可以通過向子程序傳遞已經建立好的共享記憶體ID--讓他對映到自己的記憶體空間
//就算父程序沒有建立,眾多子程序建立了,只要key一樣--就是同一塊共享記憶體
ret = IPC_CreatShm("./", sizeof(int), &shmdl);
if(ret != 0)
{
printf("IPC_CreatShm err\n");
return -1;
}
//利用獲取的key開啟/建立訊號量集合
key = ftok("./",'a');
//建立訊號量集合--預設建立1個訊號量
//儘管子程序再次呼叫該部分程式碼--表面上重新建立訊號量
//但由於key相同,系統裡面已經有父程序建立的訊號量,所以他們是同一個訊號量集合
//原理和父子程序建立共享記憶體一樣
ret = sem_open(key, &semid);
if(ret == SEMERR_ENOXIST)
{
ret = sem_create(key, &semid);
if(ret != 0)
{
printf("sem_create err\n");
return -1;
}
}
int val= 1;
ret = sem_set(semid, val);//設定訊號量計數值--預設設定第1個,下標位0
if(ret == -1)
{
printf("sem_set err\n");
return -1;
}
ret = sem_get(semid, &val);//獲取訊號量計數值
if(ret != 0)
{
printf("sem_get err\n");
return -1;
}
printf("val:%d\n",val);
for(i= 0; i < proc_num;i++)
{
pid = fork();
if(0 == pid)
{
sem_p(semid);//p操作
printf("child : %d\tparent : %d\n",getpid(),getppid());//父程序如果退出以後,會將建立的子程序託孤給init程序--1號程序--父程序的PID就是1
for(j = 0;j < loop_num;j++)
{
Test(j);
}
sem_v(semid);//v操作
//一旦子程序完成任務立即結束子程序--避免子程序執行下一次迴圈的fork--避免子生孫
//程序結束的同時,Linux核心還會自動撤銷當前程序與共享記憶體的對映關係
exit(0);
//如果程序不結束,則對映關係不會自動解除,除非顯示呼叫shmdt函式,
//則ipcs命令看到的ntach選項就是所有程序的數量--表示多少個程序與該塊記憶體連線
//while(1);
}
}
wait(NULL);
IPC_DelShm(shmdl);
return 0;
}
訊號量模組
標頭檔案
#ifndef __MYIPC_SEM_H__
#define __MYIPC_SEM_H__
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#define SEM_NUM 1
#define SEMERR_BASE 100
#define SEMERR_PARAM (SEMERR_BASE+1)
#define SEMERR_EXIST (SEMERR_BASE+2)
#define SEMERR_ENOXIST (SEMERR_BASE+3)
typedef 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
(Linux-specific) */
}semun_t;
#if 0
typedef struct sembuf{
unsigned short sem_num; /* semaphore number */
short sem_op; /* semaphore operation */
short sem_flg; /* operation flags */
}sembuf_t;
#endif
typedef struct sembuf sembuf_t;
int sem_create(key_t key,int *semid);
int sem_open(key_t key,int *semid);
int sem_set(int semid,int val);
int sem_get(int semid,int* val);
int sem_p(int semid);
int sem_v(int semid);
#endif
實現檔案
#include "myipc_sem.h"
//封裝建立訊號量集合的程式碼
int sem_create(key_t key,int *semid)
{
int sem_id = 0;
int ret = 0;
if(semid == NULL)
{
ret = SEMERR_PARAM;
perror("argv err\n");
return ret;
}
sem_id = semget(key,SEM_NUM,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL);
if(sem_id == -1)
{
ret = SEMERR_EXIST;
perror("semget");
if(errno == EEXIST)
{
printf("Judge by self..exist\n");
}
return ret;
}
*semid = sem_id;
return ret;
}
//封裝開啟已存在的訊號量集合
int sem_open(key_t key,int *semid)
{
int sem_id = 0;
int ret = 0;
if(semid == NULL)
{
ret = SEMERR_PARAM;
perror("argv err\n");
return ret;
}
sem_id = semget(key,SEM_NUM,0666);
if(sem_id == -1)
{
if(errno == ENOENT)
{
printf("Judge by self..exist\n");
ret = SEMERR_ENOXIST;
return ret;
}
}
*semid = sem_id;
return ret;
}
//設定訊號量集合裡面的訊號量的計數值
int sem_set(int semid,int val)
{
int ret = 0;
if(semid < 0)
{
return -1;
}
semun_t su;
su.val = val;
ret = semctl(semid,0,SETVAL,su);
return ret;
}
//獲取訊號量集合裡面的訊號量的計數值
int sem_get(int semid,int* val)
{
int ret = 0;
if(semid < 0)
{
return -1;
}
semun_t su;
ret = semctl(semid,0,GETVAL,su);//這裡需要特別注意
if(ret == -1)//返回-1表示semctl失敗--直接返回
return ret;
else//非零表示獲取成功--但是返回值需要設定位0--上層應用收到0表示呼叫成功
ret = 0;
*val = su.val;//將獲取到的值甩出去到上層應用
return ret;
}
//原子p操作
int sem_p(int semid)
{
int ret = 0;
sembuf_t buf = {0,-1,0};//一般預設是從第0個訊號量開始,第三個引數預設是0表示阻塞模式
ret = semop(semid,&buf,1 );//只操作一個訊號量
return ret;
}
//原子v操作
int sem_v(int semid)
{
int ret = 0;
sembuf_t buf = {0,+1,0};//一般預設是從第0個訊號量開始,第三個引數預設是0表示阻塞模式
ret = semop(semid,&buf,1);//只操作一個訊號量
return ret;
}
共享記憶體模組
標頭檔案
#ifndef __MYIPC_SHM_H__
#define __MYIPC_SHM_H__
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define _OS_LINUX_
#if defined _OS_LINUX_
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <memory.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/msg.h>
#include "myipc_shm.h"
#endif
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int IPC_CreatShm(char *shmseedfile, int shmsize, int *shmhdl);
int IPC_MapShm(int shmhdl,void **mapaddr);
int IPC_UnMapShm(void *unmapaddr);
int IPC_DelShm(int shmhdl);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
實現檔案
#include "myipc_shm.h"
int shmflag = 0;
int shmkey;
/***********************************************************************
功能描述: 建立共享記憶體
引數說明: shmname [in] 是共享記憶體名,系統中唯一標誌
shmsize [in] 是要建立的共享記憶體的大小;
shmhdl [out] 共享記憶體的控制代碼.
返回值: 返回0函式執行成功;非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_CreatShm(char *shmseedfile, int shmsize, int *shmhdl)
{
if(shmflag == 0) //判斷介面中共享記憶體key是否已經存在
{
shmkey = ftok(shmseedfile, 'c');
if (shmkey == -1)
{
perror("ftok");
return -1;
}
shmflag = 1;
}
//建立共享記憶體
*shmhdl = shmget(shmkey,shmsize,IPC_CREAT|0666);
if (*shmhdl == -1) //建立失敗
return -2;
return 0;
}
/***********************************************************************
功能描述: 關聯共享記憶體
引數說明: shmhdl [in] 共享的控制代碼
mapaddr [out] 共享記憶體首地址
返回值: 返回0函式執行成功;非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int
IPC_MapShm(int shmhdl, void **mapaddr)
{
void *tempptr = NULL;
//連線共享記憶體
tempptr = (void *)shmat(shmhdl,0,SHM_RND);
if (tempptr == (void*)-1) //共享記憶體連線失敗
return -1;
*mapaddr = tempptr; //匯出共享記憶體首指標
return 0;
}
/***********************************************************************
功能描述: 取消共享記憶體關聯
引數說明: unmapaddr [in] 共享記憶體首地址
返回值: 返回0函式執行成功;非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_UnMapShm(void *unmapaddr)
{
int rv;
//取消連線共享記憶體
rv = shmdt((char *)unmapaddr);
if (rv == -1) //取消連線失敗
return -1;
return 0;
}
/***********************************************************************
功能描述: 刪除共享記憶體
引數說明: shmhdl [in] 共享的控制代碼
返回值: 返回0函式執行成功;非0返回錯誤碼
************************************************************************/
int IPC_DelShm(int shmhdl)
{
int rv;
//刪除共享記憶體
rv = shmctl(shmhdl,IPC_RMID,NULL);
if(rv < 0) //刪除共享記憶體失敗
return -1;
return 0;
}
Makefile檔案
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
BIN=app
.PHONY:clean all
all:$(BIN)
$(BIN):mulfork.o myipc_sem.o myipc_shm.o
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o [email protected]
%.o:%.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $^ -o [email protected]
clean:
rm -f *.o $(BIN)
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