linux了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制

esolodo

目的：了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制，熟悉信号量的操作函数，利用信号量实现对共享资源的控制。 
设计要求：编程模拟实现这一问题的程序控制，分析处理过程， 
问题描述：桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子放苹果（apple），妈妈专向盘子中放桔子（orange）；两个儿子专等吃盘子中的桔子，两个女儿专等吃盘子中的苹果。请用P、V操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互

1. 
   
2. 
   
3. #include<stdio.h>
   
4. #include<unistd.h>
   
5. #include<sys/shm.h>
   
6. #include<sys/types.h>
   
7. #include<sys/ipc.h>
   
8. #include<sys/sem.h>
   
9. 
   
10. 
    
11. struct dish
    
12. {//盘子
    
13.         int total_num;//苹果和句子的总个数
    
14.         int apple;//苹果的个数
    
15.         int orang;//橘子的个数
    
16. };
    
17. typedef struct dish dish;
    
18. 
    
19. union semun
    
20. {
    
21.         int val;
    
22.         struct semid_ds *buf;
    
23.         unsigned short *array;
    
24. };
    
25. 
    
26. int init_sem(int sem_id,int init_val)
    
27. {// 将信号量sem_id设置为init_value
    
28.         union semun sem_union;
    
29.         sem_union.val=init_val;
    
30.         if(semctl(sem_id,0,SETVAL,sem_union) == -1)
    
31.         {
    
32.                 printf("semctl init error\n");
    
33.                 exit(1);
    
34.         }
    
35.         return 0;
    
36. }
    
37. int del_sem(int sem_id)
    
38. {// 删除sem_id信号量
    
39.         union semun sem_union;
    
40.         if((semctl(sem_id,0,IPC_RMID,sem_union)) == -1)
    
41.         {
    
42.                 perror("sem delete");
    
43.                 exit(1);
    
44.         }
    
45.         return 0;
    
46. }
    
47. int sem_p(int sem_id)
    
48. {// 对sem_id执行p操作
    
49.         struct sembuf sem_buf;
    
50.         sem_buf.sem_num = 0;//信号量编号
    
51.         sem_buf.sem_op = -1;//P操作
    
52.         sem_buf.sem_flg = SEM_UNDO;//系统退出前未释放信号量，系统自动释放
    
53.         if(semop(sem_id,&sem_buf,1) == -1)
    
54.         {
    
55.                 perror("sem p operation");
    
56.                 exit(1);
    
57.         }
    
58.         return 0;
    
59. }
    
60. int sem_v(int sem_id)
    
61. {// 对sem_id执行V操作
    
62.         struct sembuf sem_buf;
    
63.         sem_buf.sem_num = 0;
    
64.         sem_buf.sem_op = 1;//V操作
    
65.         sem_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
    
66.         if(semop(sem_id,&sem_buf,1) == -1)
    
67.         {
    
68.                 perror("sem v operation");
    
69.                 exit(1);
    
70.         }
    
71.         return 0;
    
72. }
    
73. 
    
74. int main()
    
75. {
    
76.         pid_t temp;
    
77.         pid_t mother;
    
78.         pid_t father;
    
79.         pid_t son;
    
80.         pid_t daughter;
    
81. 
    
82.         dish *dishs;
    
83.         int shmid;//共享区域
    
84.         int sem_id;//信号量
    
85.         key_t sem_key;
    
86. 
    
87.         sem_key = ftok(".",'a');
    
88.          //    以0666且create mode创建一个信号量，返回给sem_id
    
89.         sem_id = semget(sem_key,1,0666|IPC_CREAT);
    
90.         init_sem(sem_id,1);//    将sem_id设为1
    
91. 
    
92.         if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE,sizeof(dish),IPC_CREAT|0666)) < 0)
    
93.         {//获得共享区域号
    
94.                 printf("shmget error!\n");
    
95.                 exit(1);
    
96.         }
    
97.         if((dishs = (dish*)shmat(shmid,0,0)) == (int*) -1)
    
98.         {//设置共享区域
    
99.                 printf("shmat error\n");
    
100.                 exit(1);
     
101.         }
     
102. 
     
103.         //初始化盘子
     
104.         dishs->total_num = 0;
     
105.         dishs->apple = 0;
     
106.         dishs->orang = 0;
     
107.        
     
108.         //创建 妈妈、爸爸、儿子、女儿进程
     
109.         if((mother = fork()) < 0)
     
110.                         printf("fork()mother prosess error\n");
     
111.         if((father = fork()) < 0)
     
112.                 printf("fork() father prosess error\n");
     
113.         if((son = fork())< 0)
     
114.                 printf("fork() son prosess error\n");
     
115.         if((daughter = fork()) < 0)
     
116.                 printf("fork() daughter prosess error\n");
     
117.         temp = getpid();
     
118.         if(temp == 0)
     
119.         {
     
120.                 printf("this is mian----------------------------\n");
     
121.                 printf("The nunber of apples = %d\n",dishs->apple);
     
122.                 printf("The number of orang = %d \n",dishs->orang);
     
123.         }else if(temp = mother)
     
124.         {//妈妈放橘子
     
125. 
     
126.                 if(!sem_p(sem_id))
     
127.                 {//申请进入盘子放橘子，申请不成功则休眠
     
128.                 printf("this is mother-----------------------------\n");
     
129.                 printf("The nunber of apples = %d\n",dishs->apple);
     
130.                 printf("The number of orang = %d \n",dishs->orang);
     
131.                         if(dishs->total_num < 2)
     
132.                         {//如果盘子满了，则装不下，就放弃等盘子有容量
     
133.                                 dishs->orang++;
     
134.                                 dishs->total_num++;
     
135.                                 printf("Mama put a orange to the dish\n");
     
136.                         }else
     
137.                                 printf("This dish is full!\n");
     
138.                 }
     
139.                 sem_v(sem_id);//释放信号量
     
140.                 sleep(1);
     
141.         }else if(temp == father)
     
142.         {//爸爸放苹果
     
143.                 if(!sem_p(sem_id))
     
144.                 {//申请进入盘子放苹果，申请不成功则休眠
     
145.                 printf("this is father-----------------------------\n");
     
146.                 printf("The nunber of apples = %d\n",dishs->apple);
     
147.                 printf("The number of orang = %d \n",dishs->orang);
     
148. 
     
149.                         if(dishs->total_num < 2)
     
150.                         {//如果盘子满了，则装不下，就放弃等盘子有容量
     
151.                                 dishs->apple++;
     
152.                                 dishs->total_num++;
     
153.                                 printf("Baba put a apple to the dish\n");
     
154.                         }else
     
155.                                 printf("The dish is full!\n");
     
156.                 }
     
157.                 sem_v(sem_id);//释放信号量
     
158.                 sleep(1);
     
159.         }else if(temp == son)
     
160.         {//儿子吃橘子
     
161.                 if(!(sem_p(sem_id)))
     
162.                 {//申请进入盘子吃橘子，申请不成功则休眠
     
163.                 printf("this is son ------------------------------\n");
     
164.                 printf("The nunber of apples = %d\n",dishs->apple);
     
165.                 printf("The number of orang = %d \n",dishs->orang);
     
166.                         if(dishs->total_num > 0 && dishs->orang > 0)
     
167.                         {//如果盘子里没有苹果则等待爸爸放苹果
     
168.                                 dishs->total_num--;
     
169.                                 dishs->orang--;
     
170.                                 printf("The son eat a orange!\n");
     
171.                         }else
     
172.                                 printf("The son have no orange to eat\n");
     
173.                         sem_v(sem_id);//释放信号量
     
174.                         sleep(1);
     
175.                 }
     
176.         }else if(temp == daughter)
     
177.         {//女儿吃苹果
     
178.                 if(!sem_p(sem_id))
     
179.                 {//申请进入盘子吃苹果，申请不成功则休眠
     
180.                 printf("This is daughter---------------------------------\n");
     
181.                 printf("The nunber of apples = %d\n",dishs->apple);
     
182.                 printf("The number of orang = %d \n",dishs->orang);
     
183.                         if(dishs->total_num > 0 && dishs->apple > 0)
     
184.                         {//如果盘子里没有橘子，则女儿等待妈妈放橘子
     
185.                                 dishs->total_num--;
     
186.                                 dishs->apple--;
     
187.                                 printf("The duaghter eat a apple!\n");
     
188.                         }else
     
189.                                 printf("The duaghter have no apple to eat\n");
     
190.                         sem_v(sem_id);//释放信号量
     
191.                         sleep(1);
     
192.                 }
     
193.         }
     
194. 
     
195.         return 0;
     
196. }
     
197. 
     
198. 
     
199. 
     
200. 
     
201. 
     
202. 
     
203. 
     
204. 
     
205. 
     
206. 
     
207. 
     
208. 
     
209. 
     
210. 
     
211. 
     
212. 
     
213. 
     
214. 
     
215. 
     
216. 
     
217. 
     
218. 
     
219. 
     
220. 
     
221. 
     
222. 
     
223. 
     
224. 
     
225. 
     
226. 
     

复制代码

斥关系。