Linux 进程间通信（system v 信号灯+ posix共享内存）实例
Linux 进程间通信（system v 信号灯+ posix共享内存）实例
mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read()，write（）等操作。
注：实际上，mmap()系统调用并不是完全为了用于共享内存而设计的。它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式，进程可以像读写内存一样对普通文件的操作。而Posix或系统V的共享内存IPC则纯粹用于共享目的，当然mmap()实现共享内存也是其主要应用之一。
编译：gcc -o consumer consumer.c -lrt
gcc -o producer producer.c -lrt
*
* Filename: producer.c
*
* Description: 生产者进程
*
* Version: 1.0
* Created: 09/30/2011 04:52:23 PM
* Revision: none
* Compiler: gcc(g++)
*
* Author: |Zhenghe Zhang|, |zhenghe.zhang@gmail.com|
* Company: |Shenzhen XXX Technology Co., Ltd.|
*
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/mman.h>
#define MAXSHM 5 //定义缓冲区数组的下标变量个数
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 */
void *__pad;
};
int main()
{
int fd;
key_t semkey;
int shmid;
char *addr_c;
/*定义信号灯集，该信号灯集包含3个信号量 fullid, emptyid, mutexid */
int semid;
/*共享文件*/
const char *file = "/shmipcx";
fd = shm_open(file, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, 0666);
if(fd == -1)
{
perror("shm_open");
exit(1);
}
/*ftruncate()会将参数fd指定的文件大小改为参数length指定的大小。*/
/*参数fd为已打开的文件描述词，而且必须是以写入模式打开的文件。*/
/*如果原来的文件大小比参数length大，则超过的部分会被删去。*/
if(ftruncate(fd, sizeof(char) * MAXSHM) == -1)
{
perror("ftruncate");
exit(1);
}
/*mmap()用来将某个文件内容映射到内存中，对该内存区域的存取即是直接对该文件内容的读写。*/
/*参数start指向欲对应的内存起始地址，通常设为NULL，代表让系统自动选定地址，对应成功后该地址会返回。*/
/*参数length代表将文件中多大的部分对应到内存。*/
addr_c = (char*)mmap(NULL, sizeof(char) * MAXSHM, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if(*((int*)addr_c) == -1)
{
perror("mmap");
exit(1);
}
/* 定义信号量数据结构 */
struct sembuf P,V;
union semun arg1, arg2, arg3;
semkey = ftok("/home/zhang/shmipcy", 10001);
if(semkey == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/* 创建信号灯集 */
semid = semget(semkey, 3, IPC_CREAT | 0666); //如果创建新集合（一般在服务器进程中）， 则必须指定nsems
if(semid < 0)
{
perror("semget semid");
exit(0);
}
/*初始化信号灯集中的信号量 */
arg1.val = 0; //初始时缓冲区中无数据 (fullid, 缓冲区满信号量)
if(semctl(semid, 0, SETVAL, arg1) == -1)
{
perror("semctl setval error");
exit(1);
}
arg2.val = MAXSHM; //初始时缓冲区中有5个空闲的数组元素 （emptyid, 缓冲区空信号量）
if(semctl(semid, 1, SETVAL, arg2) == -1)
{
perror("semctl setval error");
exit(1);
}
arg3.val = 1; //初始时互斥信号为1，允许一个进程进入 (mutexid, 互斥信号量)
if(semctl(semid, 2, SETVAL, arg3) == -1)
{
perror("semctl setval error");
exit(1);
}
/* 初始化 P, V操作 */
P.sem_num = 0;
P.sem_op = -1;
P.sem_flg = SEM_UNDO;
V.sem_num = 0;
V.sem_op = 1;
V.sem_flg = SEM_UNDO;
int i = 0;
while(i < 10)
{
P.sem_num = 1; //设置操作信号量emptyid
semop(semid, &P, 1); //对 emptyid执行P操作
P.sem_num = 2; //设置操作信号量mutexid
semop(semid, &P, 1); //对 mutexid执行 P操作
addr_c[i] = i + 'a';
printf("***addr_c[%d] = %c\n", i, addr_c[i]);
V.sem_num = 2; //设置操作信号量mutexid
semop(semid, &V, 1); //对mutexid执行 V 操作
V.sem_num = 0; //设置操作信号量fullid
semop(semid, &V, 1); //对fullid执行 V 操作
i++;
sleep(1);
}
sleep(20); //等待消费者进程退出
/*munmap()用来取消参数start所指的映射内存起始地址，参数length则是欲取消的内存大小。*/
/*当进程结束或利用exec相关函数来执行其他程序时，映射内存会自动解除，但关闭对应的文件描述词时不会解除映射。*/
if(munmap(addr_c, sizeof(char) * MAXSHM) == -1)
{
perror("munmap");
exit(1);
}
if(shm_unlink(file) == -1)
{
perror("shm_unlink");
exit(1);
}
/* 撤消信号集 */
if(semctl(semid, 0, IPC_RMID, 0) == -1)
{
perror("semctl");
exit(1);
}
return 0;
}
/*
*
* Filename: consumer.c
*
* Description: 消费者进程
*
* Version: 1.0
* Created: 09/30/2011 04:52:23 PM
* Revision: none
* Compiler: gcc(g++)
*
* Author: |Zhenghe Zhang|, |zhenghe.zhang@gmail.com|
* Company: |Shenzhen XXX Technology Co., Ltd.|
*
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/mman.h>
#define MAXSHM 5 //定义缓冲区数组的下标变量个数
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 */ //test!!
void *__pad;
};
int main()
{
int fd;
key_t semkey;
int shmid;
char *addr_c;
/* 定义信号灯集，该信号灯集包含3个信号量 fullid, emptyid, mutexid */
int semid;
/*共享文件*/
const char *file = "/shmipcx";
fd = shm_open(file, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
if(fd == -1)
{
perror("shm_open");
exit(1);
}
if(ftruncate(fd, sizeof(char) * MAXSHM) == -1)
{
perror("ftruncate");
exit(1);
}
addr_c = (char*)mmap(NULL, sizeof(char) * MAXSHM, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if(*((int*)addr_c) == -1)
{
perror("mmap");
exit(1);
}
/* 定义信号量数据结构 */
struct sembuf P, V;
//union semun arg1, arg2, arg3;
semkey = ftok("/home/zhang/shmipcy", 10001);
if(semkey == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/* 创建信号灯集 */
semid = semget(semkey, 0, IPC_EXCL | 0666); //如果引用一个现存的集合（一个客户进程）， 则将nsems指定为0
if(semid < 0)
{
perror("semget semid");
exit(0);
}
/* 初始化 P V操作 */
P.sem_num = 0;
P.sem_op = -1;
P.sem_flg = SEM_UNDO;
V.sem_num = 0;
V.sem_op = 1;
V.sem_flg = SEM_UNDO;
int i = 0;
while(i < 10)
{
P.sem_num = 0;
semop(semid, &P, 1); //对fullid执行 P 操作
P.sem_num = 2;
semop(semid, &P, 1); //对mutexid执行 P 操作
printf("***addr_c[%d] = %c\n", i, addr_c[i]);
V.sem_num = 2;
semop(semid, &V, 1); //对mutexid执行 V 操作
V.sem_num = 1;
semop(semid, &V, 1); //对empty执行 V 操作
i++;
sleep(2);
}
if(munmap(addr_c, sizeof(char) * MAXSHM) == -1)
{
perror("munmap");
exit(1);
}
if(shm_unlink(file) == -1)
{
perror("shm_unlink");
exit(1);
}
return 0;
}
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