Linux中semop：进程间同步和通信的必要操作 (linux中semop)
Linux是一款开源且广受欢迎的操作系统，由于其优异的性能和扩展性，已成为许多企业和个人使用的首选。Linux中的进程间通信机制让不同的进程之间能够互相通信，这对于协调程序的执行尤其重要。semop是Linux中的信号量操作函数，它在进程间同步和通信中扮演着重要的角色。
信号量是一种整数类型的变量，并被用于在不同进程之间进行通信和同步。在Linux中，对信号量的操作是由semop实现的，它是System V IPC机制的一部分。System V IPC是一种进程间通信机制，使用IPC通信机制的应用程序可以突破单一进程的限制，实现多进程协作。
semop函数的主要作用是为不同的进程提供同步机制，它允许一个进程等待其他进程的信号量操作完成。semop的原型如下：
“`
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
“`
semid是含有信号量的标识符，sops指向一个结构体sembuf数组，它描述了需要完成的操作以及对应的信号量。nsops指明了sops数组的大小，它表示了需要对几个信号量进行处理。sembuf结构体的定义如下：
“`
struct sembuf {
short sem_num; /* 信号量的编号 */
short sem_op; /* 对该信号量执行的操作 */
short sem_; /* 操作标志 */
};
“`
sem_num代表信号量的编号，从0开始编号。sem_op代表要对该信号量执行的操作，可以是正数、负数或零。如果sem_op是正数，表示将信号量的值增加；如果sem_op是负数，表示将信号量的值减少；如果sem_op是零，表示将等待信号量为零。sem_代表操作标志，可以是IPC_NOWT或SEM_UNDO。
IPC_NOWT标记表示非阻塞操作，如果当前信号量被其它进程占用，将不会阻塞当前进程，而是会立即返回。SEM_UNDO标记指示在进程异常终止时，内核应该自动释放被占用的信号量。
semop有三个参数，其中semid是调用semget()函数创建信号量时返回的标识符，sops是一个sembuf类型的结构体指针，指向需要对信号量进行操作的规范数组，nsops时sops数组的大小，也就是需要对几个信号量进行操作。
当使用semop()函数时，会依次执行sops数组中所有信号量的计数器及操作，如果出现错误则会返回-1。semop()函数调用成功返回0，表示操作成功。这时sem_op将被设置为信号量的当前值。
下面是一个简单的semop()函数应用例子：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int mn() {
int semid, val;
struct sembuf semopinfo;
if((semid = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0666)) == -1) {
perror(“semget fled.”);
exit(1);
}
if(semctl(semid, 0, SETVAL, 1) == -1) {
perror(“semctl fled.”);
exit(1);
}
semopinfo.sem_num = 0;
semopinfo.sem_op = -1;
semopinfo.sem_ = 0;
if(semop(semid, &semopinfo, 1) == -1) {
perror(“semop fled.”);
exit(1);
}
if(semctl(semid, 0, GETVAL, 1) == -1) {
perror(“semctl fled.”);
exit(1);
}
printf(“The semapho’re value is %d\n”, val);
return 0;
}
“`
上面的例子中，程序使用了semget函数创建了一个新的信号量，然后通过semctl函数将信号量的值设置为1。接下来，程序使用semop函数将信号量减一，令其变为0，然后通过semctl函数获取信号量的当前值。将信号量的值输出，以验证semop函数的正确性。
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linux下c的两个进程如何实现通信？一个进程给另一个进程发送消息，另一个接受并显示出来。求大神啊
linux中的进程通信分为三个部分：低级通信，管道通信和进程间通信IPC（inter process communication）。linux的低级通信主要用来传递进程的控制信号——文件锁和软中断信号机制。linux的进程间通信IPC有三个部分——①信号量，②共享内存和③消息队列。以下是我编写的linux进程通信的C语言实现代码。操作系统为redhat9.0，编辑器为vi，编译器采用gcc。下面所有实现代码均已经通过测试，运行无误。
一.低级通信–信号通信
signal.c
#include 镇碰
#include
#include 御笑谈
/*捕捉到信号sig之后，执行预先预定的动作函数*/
void sig_alarm(int sig)
{
printf(“—the signal received is %d. /n”, sig);
signal(SIGINT, SIG_DFL); //SIGINT终端中断信号，SIG_DFL：恢复默认行为，SIN_IGN：忽略信号
}
int main()
{
signal(SIGINT, sig_alarm);//捕升卖捉终端中断信号
while(1)
{
printf(“waiting here!/n”);
sleep(1);
}
return 0;
}
二.管道通信
pipe.c
#include
#define BUFFER_SIZE 30
int main()
{
int x;
int fd;
char buf;
char s;
pipe(fd);//创建管道
while((x=fork())==-1);//创建管道失败时，进入循环
/*进入子进程，子进程向管道中写入一个字符串*/
if(x==0)
{
sprintf(buf,”This is an example of pipe!/n”);
write(fd,buf,BUFFER_SIZE);
exit(0);
}
/*进入父进程，父进程从管道的另一端读出刚才写入的字符串*/
else
{
wait(0);//等待子进程结束
read(fd,s,BUFFER_SIZE);//读出字符串，并将其储存在char s中
printf(“%s”,s);//打印字符串
}
return 0;
}
三.进程间通信——IPC
①信号量通信
sem.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*联合体变量*/
union semun
{
int val; //信号量初始值
struct semid_ds *buf;
unsigned short int *array;
struct seminfo *__buf;
};
/*函数声明，信号量定义*/
static int set_semvalue(void); //设置信号量
static void del_semvalue(void);//删除信号量
static int semaphore_p(void); //执行P操作
static int semaphore_v(void); //执行V操作
static int sem_id;//信号量标识符
int main(int argc, char *argv)
{
int i;
int pause_time;
char op_char = ‘O’;
srand((unsigned int)getpid());
sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建一个信号量,IPC_CREAT表示创建一个新的信号量
/*如果有参数，设置信号量，修改字符*/
if (argc > 1)
{
if (!set_semvalue())
{
fprintf(stderr, “Failed to initialize semaphore/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
op_char = ‘X’;
sleep(5);
}
for(i = 0; i 1)
{
sleep(10);
del_semvalue(); //删除信号量
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
/*设置信号量*/
static int set_semvalue(void)
{
union semun sem_union;
sem_union.val = 1;
if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)
return(0);
return(1);
}
/*删除信号量*/
static void del_semvalue(void)
{
union semun sem_union;
if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
fprintf(stderr, “Failed to delete semaphore/n”);
}
/*执行P操作*/
static int semaphore_p(void)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1; /* P() */
sem_b.sem_ = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, “semaphore_p failed/n”);
return(0);
}
return(1);
}
/*执行V操作*/
static int semaphore_v(void)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1; /* V() */
sem_b.sem_ = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1)
{
fprintf(stderr, “semaphore_v failed/n”);
return(0);
}
return(1);
}
②消息队列通信
send.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_TEXT 512
/*用于消息收发的结构体–my_msg_type：消息类型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
char some_text;
};
int main()
{
int running = 1;//程序运行标识符
struct my_msg_st some_data;
int msgid;//消息队列标识符
char buffer;
/*创建与接受者相同的消息队列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, “msgget failed with error: %d/n”, errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*向消息队列中发送消息*/
while(running)
{
printf(“Enter some text: “);
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
some_data.my_msg_type = 1;
strcpy(some_data.some_text, buffer);
if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, “msgsnd failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (strncmp(buffer, “end”, 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
receive.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*用于消息收发的结构体–my_msg_type：消息类型，some_text：消息正文*/
struct my_msg_st
{
long int my_msg_type;
char some_text;
};
int main()
{
int running = 1;//程序运行标识符
int msgid; //消息队列标识符
struct my_msg_st some_data;
long int msg_to_receive = 0;//接收消息的类型–0表示msgid队列上的之一个消息
/*创建消息队列*/
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, “msgget failed with error: %d/n”, errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*接收消息*/
while(running)
{
if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, “msgrcv failed with error: %d/n”, errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf(“You wrote: %s”, some_data.some_text);
if (strncmp(some_data.some_text, “end”, 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
/*删除消息队列*/
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, “msgctl(IPC_RMID) failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
③共享内存通信
share.h
#define TEXT_SZ 2023 //申请共享内存大小
struct shared_use_st
{
int written_by_you; //written_by_you为1时表示有数据写入，为0时表示数据已经被消费者提走
char some_text;
};
producer.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include “share.h”
int main()
{
int running = 1; //程序运行标志位
void *shared_memory = (void *)0;
struct shared_use_st *shared_stuff;
char buffer;
int shmid; //共享内存标识符
/*创建共享内存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, “shmget failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享内存之一个字节的指针
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, “shmat failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf(“Memory attached at %X/n”, (int)shared_memory);
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
/*生产者写入数据*/
while(running)
{
while(shared_stuff->written_by_you == 1)
{
sleep(1);
printf(“waiting for client…/n”);
}
printf(“Enter some text: “);
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
strncpy(shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ);
shared_stuff->written_by_you = 1;
if (strncmp(buffer, “end”, 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, “shmdt failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf(“producer exit./n”);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
customer.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include “share.h”
int main()
{
int running = 1;//程序运行标志位
void *shared_memory = (void *)0;
struct shared_use_st *shared_stuff;
int shmid; //共享内存标识符
srand((unsigned int)getpid());
/*创建共享内存*/
shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1)
{
fprintf(stderr, “shmget failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*将共享内存连接到一个进程的地址空间中*/
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);//指向共享内存之一个字节的指针
if (shared_memory == (void *)-1)
{
fprintf(stderr, “shmat failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf(“Memory attached at %X/n”, (int)shared_memory);
shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
shared_stuff->written_by_you = 0;
/*消费者读取数据*/
while(running)
{
if (shared_stuff->written_by_you)
{
printf(“You wrote: %s”, shared_stuff->some_text);
sleep( rand() % 4 );
shared_stuff->written_by_you = 0;
if (strncmp(shared_stuff->some_text, “end”, 3) == 0)
{
running = 0;
}
}
}
/*该函数用来将共享内存从当前进程中分离,仅使得当前进程不再能使用该共享内存*/
if (shmdt(shared_memory) == -1)
{
fprintf(stderr, “shmdt failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*将共享内存删除,所有进程均不能再访问该共享内存*/
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, “shmctl(IPC_RMID) failed/n”);
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
摘自：
linux 下的 struct sembuf 是什么数据结构阿
struct sembuf
{
unsigned short int sem_num; /咐返橡世吵* semaphore number */
short int sem_op; /* semaphore operation */
short int sem_; /* operation flag */衡旁
};
在sembuf结构知游中，sem_num是相对应的信号量集中的某一个资源，所以其值是一个从0到相应的信号量集的资源总数歼猛（ipc_perm.sem_nsems）之间的整数。sem_op指明所要执行的操作，sem_说明函数semop的行为。sem_op的值是一个整数.释放相应的资源数，将搭改销sem_op的值加到信号量的值上.
居然一条问题等了四年都没有人回答
linux进程间通信问题 我想用共享内存的方式实现信号量控制一个不许并行的的函数 请问下面我的代码合理吗
看你好像完全搞混了。。。什么叫用共享内存的方式实现信号量控制不能并行的代码？
首先共享内存和信号量都可以实现进程间通信，但是他们的作用或者说使用的方向是有明显的区别的：
1：共享内存是创建一块内存区域，多个进程可以同时访问该区域，一般用于进程间数据传输，效率比较明显基运兄。
2：信号量则完全不同，信号量主要是用来控制临界资源的访悄嫌问，也就是你说的不能并行的函数/代码。
3：说一下实现，共享内存直接用API就可以了，信号量一般会进行封装，类似于对链表的操作进行一些简单的函数封装一样，下面给出信号量的使用实例代码，可以参考：
sem_ctl.c文件内容：
int init_sem(int sem_id,int init_value)
{
union semun sem_union;
sem_union.val = init_value;
if(semctl(sem_id,0,SETVAL,sem_union) == -1)
{
perror(“semctl”);
return -1;
}
return 0;
}
int del_sem(int sem_id)
{
union semun sem_union;
if(semctl(sem_id,0,IPC_RMID,sem_union) == -1)
{
perror(“delete semaphore”);
return -1;
}
return 0;
}
int sem_p(int sem_id)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1;
sem_b.sem_ = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id,&sem_b,1) ==-1)
{
perror(“P operation”);
return -1;
}
return 0;
}
int sem_v(int sem_id)
{
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1;
sem_b.sem_ = SEM_UNDO;
if(semop(sem_id,&sem_b,1) == -1)
{
perror(“V opration”);
return -1;
}
return 0;
}
sem_ctl.h文件内容搏袭：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX 128
int count; //全局变量，即临界资源
union semun{
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short *array;
struct seminfo *__buf;
};
int init_sem(int sem_id,int init_value);
int del_sem(int sem_id);
int sem_p(int sem_id);
int sem_v(int sem_id);
在应用程序中只要包含sem_ctl.h就可以使用信号量的p、v操作了，下面给出2个c程序同时操作该信号量的情况，类似于：
server.c文件内容如下：
#include “util.h”
#include
int semid;
void sighandler(int signo)
{
del_sem(semid);
exit(0);
}
void server()
{
key_t key;
initcount();
if((key = ftok(“.”,’e’)) == -1)
{
perror(“ftok”);
exit(1);
}
if((semid = semget(key,1,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) == -1)
{
perror(“semget”);
exit(1);
}
printf(“the semid is :%d\n”,semid);
init_sem(semid, 0);
signal(SIGINT,sighandler);
signal(SIGUSR1,sighandler);
signal(SIGALRM,sighandler);
while(1)
{
sem_p(semid);
/* do something */
printf(“count =%d\n”,count++);
sem_v(semid);
sleep(2);
}
}
int main(void)
{
server();
}
client.c文件内容如下：
#include “sem_ctl.h”
void custom()
{
int semid;
key_t key;
if((key = ftok(“.”,’e’)) == -1)
{
perror(“ftok”);
exit(1);
}
if((semid = semget(key,0,0)) == -1)
{
perror(“semget”);
exit(1);
}
printf(“the semid is :%d\n”,semid);
while(1)
{
sem_p(semid); //获得信号量，同一时间只有一个进程能获得该信号量
/* do something */
printf(“count =%d\n”,count++);
sem_v(semid); //释放信号量
sleep(2);
}
}
int main(void)
{
custom();
}
编译好，运行的时候先运行server再运行client。
我想你的目的是有一段代码 （即你标的 /*……….只能单独进行的函数………*/）
在任意时刻最多只能有最多一个进程执行，是吧。
首先，你的腊胡做法是错的…… 简单的说，原因是由于
while( *shmaddr );
*shmaddr = 1;
这两行代码不是一个原子操作，从while判断出 *shmaddr等于0 到 *shmaddr=1 之间，另外一个或多个进程可能也会得到 *shmaddr==0 的判断，从而导致多个进程同时进入 /*……….只能单独进行的函数………*/
具体关于互斥的基本原理，以及你为什么错，可以找一本讲操作系统原理 （关于进程同步戚局游的高销内容）去看。
所以，用 shared memory 来实现进程同步肯定是不行的，正确的做法是使用 semaphore, 具体可以参考 《unix 环境高级编程》中关于 semaphore (信号量）使用的章节。
关于linux中semop的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
