如何在C中的共享内存中创建信号量？

Question

我的任务是创建两个不同的C文件,然后使用信号量进行进程同步(我同时运行两个C文件).

我主要担心的是:如果我想在两个进程中访问信号量(C文件的可执行文件),我需要在共享内存中创建信号量.我还需要创建二进制信号量.

因为这是我的第一个程序,有人可以建议如何开始这个吗？

我能够创建和使用共享内存,在线程中使用信号量.我在YouTube上看了一些讲座,但找不到合适的解决方案.

Answer 1

跨进程信号量是特定于操作系统的操作.

大多数这些共享的是你通过一个虚拟路径在一个进程中创建信号量,该路径被称为信号量的名称.如果正确设置了权限,则可以使用相同的虚拟路径在另一个进程中打开信号量.这些虚拟路径通常不是真正的文件系统路径,即使它们看起来很熟悉.

在基于POSIX/System V的系统上,通常有两个选项.这个答案中很好地解释了这两个选项之间的差异.

System V信号量

这些是基于路径的信号量,可以通过以下方式获得semget():

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>    
#include <sys/sem.h>

int sem;
int sem_id = 1;
key_t key;

key = ftok("/virtualpathtosemaphore", 1);
// create a new semaphore
sem = semget(key, 1, IPC_CREAT);
// use sem = semget(key, 1, 0); to attach to an existing semaphore
// flags also contain access rights, to take care to set them appropriately

// increment semaphore
struct sembuf semopinc = {
  .sem_num = 0,
  .sem_op = 1,
  .sem_flg = 0
};    
semop(sem, &semopinc, 1);

/* decrement semaphore, may block */
struct sembuf semopdec = {
  .sem_num = 0,
  .sem_op = -1,
  .sem_flg = 0
};   
semop(sem, &semopdec, 1);

请注意,清除信号量非常重要,因为System V信号量会保持不变,直到明确取消链接.当一个进程崩溃而没有清理其信号量时,这是一个问题(例如,FreeBSD附带一个实用程序ipcrm会删除悬空的System V IPC对象).

POSIX信号量

实际上这些实现的实现较少,因此请检查内核是否支持它们.这些的命名版本是通过sem_open().

#include <semaphore.h>

sem_t *sem;
sem = sem_open("/nameofsemaphore", O_CREAT, permissions, 0);
// use sem = sem_open("/nameofsemaphore", 0) to open an existing semaphore

/* increment semaphore */
sem_post(sem);

/* decrement semaphore */
sem_wait(sem);

当具有信号量句柄的最后一个进程退出时,将隐式销毁POSIX信号量.据传他们比System V信号量更快

视窗

Windows有自己的信号量API:信号量是由CreateSemaphore().

Windows使用与POSIX 相同的命名技巧,但具有不同的命名空间约定.

HANDLE hSem;
hSem = CreateSemaphore(NULL, 0, LONG_MAX, _T("Local\\PathToMySemaphore");

// Use OpenSemaphore() to attach to an existing semaphore

// increment semaphore:
ReleaseSemaphore(hSem, 1, NULL);

// decrement semaphore
WaitForSingleObject(hSem, 0);

在调整上述示例时,不要忘记添加错误检查.另请注意,我故意忽略了简化代码的权限.不要忘记添加相关标志.

除了这一切之外,您还可以(通常在真正的信号量到来之前完成)滥用文件锁作为二进制互斥锁的一种形式.

Answer 2

你说你正在使用 Ubuntu GNU/Linux，所以......

使用命名信号量！

#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

// On first process (the one that creates the semaphore)

char semaphoreName[1 + 6 + 1];
semaphoreName[0] = '/';
semaphoreName[1 + snprintf(&semaphore[1], 6 + 1, "%d", getpid())] = '/0';

sem_t *sem = sem_open(semaphoreName, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR, 0);

// On second process

sem_t *sem = sem_open(semaphoreName, O_RDWR);