进程间通信：共享内存与信号灯集（2024/2/26）

作业1：共享内存

shmsnd.c:

#include <myhead.h>
#define PAGE_SIZE 4096

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//一、创建key值
	key_t key=-1;
	if((key=ftok("/",'k'))==-1){
		perror("ftok error");
		return -1;
	}
	//二、根据key值创建共享内存
	int shmid=-1;
	if((shmid=shmget(key,PAGE_SIZE,IPC_CREAT|0664))==-1){
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	//三、将共享内存附加到用户空间
	char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
	//四、使用共享内存
	while(1)
	{
		//从终端输入数据
		printf("请输入>>>");
		fgets(addr,PAGE_SIZE,stdin);
		addr[strlen(addr)-1]='\0';

		if(strcmp(addr,"quit")==0){
			break;
		}

	}
	//五、分离共享内存
	if(shmdt(addr)==-1){
		perror("shmdt error");
		return -1;
	}
	
	//六、删除共享内存
	if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)==-1){
		perror("delete error");
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

shmrcv:

#include <myhead.h>
#define PAGE_SIZE 4096

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//一、创建key值
	key_t key=-1;
	if((key=ftok("/",'k'))==-1){
		perror("ftok error");
		return -1;
	}
	//二、根据key值创建共享内存
	int shmid=-1;
	if((shmid=shmget(key,PAGE_SIZE,IPC_CREAT|0664))==-1){
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	//三、将共享内存附加到用户空间
	char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
	//四、使用共享内存
	while(1)
	{
		sleep(1);	
		printf("收到的数据为:%s\n",addr);

		if(strcmp(addr,"quit")==0){
			break;
		}

	}
	//五、分离共享内存
	if(shmdt(addr)==-1){
		perror("shmdt error");
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

效果图：

作业2：信号灯集

sem.h:

#ifndef __SEM_H__
#define __SEM_H__


//一、创建或打开信号灯集
//参数：信号灯集的id，信号灯集的个数
//返回值：信号灯集的id
int open_sem(int semcount);

//二、申请资源
//参数：信号灯集的id号，信号灯集中灯的编号
int P(int semid,int semno);

//三、释放资源
//参数：信号灯集的id号，信号灯集中灯的编号
int V(int semid,int semno);

//四、删除信号灯集
//参数：信号灯集的id号
int del_sem(int semid);


#endif

sem.c:

#include <myhead.h>


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) */
};

//定义初始化函数
int init_semno(int semid,int semno)
{
	union semun buf;
	printf("要给编号为%d的灯设置的值为:",semno);
	scanf("%d",&buf.val);
	getchar();

	//给信号灯设置值
	if(semctl(semid,semno,SETVAL,buf)==-1){
		perror("set error");
		return -1;
	}
	return 0;
}

//一、创建或打开信号灯集
//参数：信号灯集的id，信号灯集的个数
//返回值：信号灯集的id
int open_sem(int semcount)
{
	//创建key值
	key_t key=-1;
	if((key=ftok("/",'s'))==-1){
		perror("ftok error");
		return -1;
	}
	//根据 key 值创建信号灯集
	int semid=-1;
	if((semid=semget(key,semcount,IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0664))==-1){
		if(errno==EEXIST){
			semid=semget(key,semcount,IPC_CREAT|0664);
			return semid;
		}
		perror("semget error");
		return -1;
	}
	//对信号灯集中的每个信号灯进行初始化
	for(int i=0;i<semcount;i++)
	{
		init_semno(semid,i);
	}

	return semid;

}
//二、申请资源
int P(int semid,int semno)
{
	struct sembuf buf;
	buf.sem_num=semno;
	buf.sem_op=-1;
	buf.sem_flg=0;

	if((semop(semid,&buf,1))==-1){
		perror("P error");
		return -1;
	}

	return 0;

}
//三、释放资源
int V(int semid,int semno)
{
	struct sembuf buf;
	buf.sem_num=semno;
	buf.sem_op=1;
	buf.sem_flg=0;

	if((semop(semid,&buf,1))==-1){
		perror("V error");
		return -1;
	}

	return 0;

}
//四、删除信号灯集
int del_sem(int semid)
{

	if(semctl(semid,0,IPC_RMID)==-1){
		perror("delete error");
		return -1;
	}

	return 0;
}

shmsnd.c:

#include <myhead.h>
#include "sem.h"

#define PAGE_SIZE 4096

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建信号灯集
	int semid=open_sem(2);

	//创建key值
	key_t key=-1;
	if((key=ftok("/",'k'))==-1){
		perror("ftok error");
		return -1;
	}
	//根据key值创建共享内存
	int shmid=-1;
	if((shmid=shmget(key,PAGE_SIZE,IPC_CREAT|0664))==-1){
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	//将共享内存映射到用户空间
	char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
	if(addr==(void*)-1){
		perror("shmat error");
		return -1;
	}

	//使用共享内存
	while(1)
	{
		//申请0号资源
		P(semid,0);

		//将数据输入到共享内存
		printf("请输入>>>");
		fgets(addr,PAGE_SIZE,stdin);
		addr[strlen(addr)-1]='\0';

		//释放1号资源
		V(semid,1);

		if(strcmp(addr,"quit")==0){
			break;
		}
	}

	//分离共享内存
	if(shmdt(addr)==-1){
		perror("shmdt error");
		return -1;
	}

	//删除共享内存
	if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)==-1){
		perror("delete error");
		return -1;
	}
/*
	//删除信号灯集
	del_sem(semid);
*/
	return 0;
}

shmrcv.c:

#include <myhead.h>
#include "sem.h"
#define PAGE_SIZE 4096

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建信号灯集
	int semid=open_sem(2);

	//创建key值
	key_t key=-1;
	if((key=ftok("/",'k'))==-1){
		perror("ftok error");
		return -1;
	}
	//根据key值创建共享内存
	int shmid=-1;
	if((shmid=shmget(key,PAGE_SIZE,IPC_CREAT|0664))==-1){
		perror("shmget error");
		return -1;
	}
	//将共享内存映射到用户空间
	char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
	if(addr==(void*)-1){
		perror("shmat error");
		return -1;
	}

	//使用共享内存
	while(1)
	{
		//申请1号资源
		P(semid,1);

		printf("收到的数据为:%s\n",addr);

		
		if(strcmp(addr,"quit")==0){
			break;
		}
		
		//释放0号资源
		V(semid,0);

	}

	//分离共享内存
	if(shmdt(addr)==-1){
		perror("shmdt error");
		return -1;
	}


	//删除信号灯集
	del_sem(semid);

	return 0;
}

效果图：