if (argc > 1) {
sleep(10);
del_semvalue();
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
4. Функция
set_semvalue
инициализирует семафор с помощью команды
SETVAL
в вызове
semctl
. Это следует сделать перед использованием семафора.
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);
}
5. У функции
del_semvalue
почти та же форма за исключением того, что в вызове
semctl
применяется команда
IPC_RMID
для удаления ID семафора.
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");
}
6. Функция semaphore_p изменяет счетчик семафора на -1. Это операция ожидания или приостановки процесса.
static int semaphore_p(void) {
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = -1; /* P() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {
fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");
return(0);
}
return(1);
}
7. Функция
semaphore_v
аналогична за исключением задания элемента
sem_op
структуры
sembuf
, равного 1. Это операция "освобождения", в результате которой семафор снова становится доступен.
static int semaphore_v(void) {
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0;
sem_b.sem_op = 1; /* V() */
sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;
if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {
fprintf(stderr, "semaphore_v failed\n");
return(0);
}
return(1);
}
Обратите внимание на то, что эта простая программа разрешает существование единственного двоичного семафора для каждой программы, хотя можно было бы увеличить количество, передав переменную семафора при необходимости. Обычно одного бинарного семафора достаточно.
Вы можете протестировать вашу программу, запустив ее несколько раз. В первый раз вы передадите параметр, чтобы сообщить программе о том, что она отвечает за создание и удаление семафора. У других экземпляров выполняющейся программы не будет параметра.
Далее приведен примерный вывод для двух запущенных экземпляров программы:
$ <b>cc sem1.с -о sem1</b>
$ <b>./sem1 1 &</b>
[1] 1082
$ <b>./sem1</b>
OOXXOOXXOOXXOOXXOOXXOOOOXXOOXXOOXXOOXXXX
1083 - finished
1082 - finished
Напоминаем, что символ
О
представляет первый запущенный экземпляр программы, а символ
X
— второй экземпляр выполняющейся программы. Поскольку каждый экземпляр программы выводит символ при входе в критическую секцию и при выходе из нее, каждый символ должен появляться только попарно. Как видите, символы
О
и
Х
на самом деле образуют пары, указывая на корректную обработку критических секций. Если программа не работает на вашей системе, можно применить команду
stty -tostop
перед запуском программы, чтобы гарантировать, что фоновая программа, генерирующая вывод на
tty
, не вызывает возбуждение сигнала.
Как это работает
Программа начинается с получения обозначения семафора на основе ключа (произвольного), который вы выбрали, применив функцию
semget
. Флаг
IPC_CREAT
приводит к созданию семафора, если он нужен.
Если у программы есть параметр, она отвечает за инициализацию семафора, которая выполняется функцией
set_semvalue
, упрощенным вариантом функции общего назначения
semctl
. Она также использует наличие параметра для определения символа вывода. Функция
sleep
просто предоставляет некоторое время для запуска других экземпляров программы до того, как данная программа выполнит слишком много проходов своего цикла. Для включения в программу нескольких псевдослучайных промежутков времени вы используете функции
srand
и
rand
.
Далее программа выполняет 10 раз операторы тела цикла с псевдослучайными периодами ожидания в своей критической и некритической секциях. Критическая секция охраняется вызовами ваших функций
semaphore_p
и
semaphore_v
, упрощенных интерфейсов функции более общего вида
semop
.
Перед удалением семафора программа, запущенная с параметром, ждет, пока завершится выполнение других экземпляров программы. Если семафор не удален, он будет продолжать существовать в системе, даже если нет программ, его использующих. В реальных программах очень важно убедиться в том, что вы случайно не оставили семафор после завершения выполнения. Он может вызвать проблемы при следующем запуске программы, кроме того, семафоры — разновидность ограниченных ресурсов, которые вы должны беречь.
Совместно используемая память
Совместно используемая или разделяемая память — вторая разновидность средств IPC. Она позволяет двум несвязанным процессам обращаться к одной и той же логической памяти. Хотя стандарт X/Open не требует этого, надо полагать, что большинство реализаций разделяемой памяти размещают память, совместно используемую разными процессами, так, что она ссылается на одну и ту же физическую память.
