c - C-->如何使用信号量协调进程行为?
问题描述
想请大家帮忙理解一下C Semaphores
。基本上我想创建两个 ProcessesChild
和Parent
. 当然他们的行为是不同的:
1)子进程做一些事情sleep()
并在先前创建的消息队列上发送消息
2)父进程也做了一些sleep()
,但随后读取队列上发送的消息。
当然,我需要子进程成为第一个运行的进程。我设法使用wait
和waitpid
系统调用来做到这一点,现在我想使用Semaphore
. 下面是我设法编写的一些代码:
A)我正在使用的功能semaphore.h
//In order to create a Semaphore
int createSemaphore(key_t semaphoreKey){
int semaphoreId = semget(semaphoreKey, 1, 0666 | IPC_CREAT);
if(semaphoreId == -1){
printf(RED "Semaphore Creation failed\n"RESET);
return -1;
}
return semaphoreId;
}
void semaphoreWait(int semaphoreId, int semaphoreNumber){
struct sembuf buffer;
buffer.sem_num = semaphoreNumber;
buffer.sem_op = -1;
buffer.sem_flg = 0;
int done = semop(semaphoreId, &buffer, 1);
if(done == -1){
printf(RED "Wait on Semaphore %d failed\n" RESET, semaphoreNumber);
return;
}
}
void semaphoreSignal(int semaphoreId, int semaphoreNumber){
struct sembuf buffer;
buffer.sem_num = semaphoreNumber;
buffer.sem_op = 1;
buffer.sem_flg = 0;
int done = semop(semaphoreId, &buffer, 1);
if(done == -1){
printf(RED "semaphoreSignal Failed on Semaphore %d\n" RESET, semaphoreNumber);
return;
}
}
B)我正在使用的功能messageQueue.h
typedef struct message{
long type;
char text[255];
}message;
//Creates a Message Queue and returns its ID
int createMessageQueue(key_t semaphoreKey){
int queueId;
queueId = msgget(semaphoreKey, 0666 | IPC_CREAT);
return queueId;
}
//Sends a Message on Message Queue queueId
void sendMessage(int queueId, message* messaggio){
int sent = msgsnd(queueId, messaggio, strlen(messaggio->text) + 1, 0);
if(sent == -1){
printf(RED "Sending the message %s failed on Message Queue %d\n"RESET, messaggio->text, queueId);
return;
}
}
//Receives a message from Message Queue queueId
void receiveMessage(int queueId, message* messaggio, int type){
int received = msgrcv(queueId, messaggio, 255, type, 0);
if(received == -1){
printf(RED "Receiving message on Message Queue %d failed\n" RESET, queueId);
return;
}
}
void setText(message *mex, char text[], int size){
for(int i = 0; i < size; i++){
mex->text[i] = text[i];
}
}
C)最后我的main.c
文件:
#include "semaphore.h"
#include "messageQueue.h"
int main(int argc, char *argv[]){
pid_t piddo;
message mex, mex2;
mex2.type = 1;
key_t semKey = ftok("/temp", 0);
key_t mexKey = ftok("/temp", 1);
char text[] = "This is a message sent from Child to Parent";
int semId = createSemaphore(semKey);
int mexId = createMessageQueue(mexKey);
switch(piddo = fork()){
case -1:
printf(RED "Fork ERROR\n" RESET);
exit(EXIT_FAILURE);
case 0:
printf(CYAN "Child Process %d has started\n" RESET, getpid());
printf(CYAN "Doing some useless sleep\n" RESET);
for(int i = 0; i < 4; i++){
printf(CYAN "Sleep %d\n" RESET, i);
sleep(1);
}
printf(CYAN "Useless Sleep Finished\n" RESET);
printf(CYAN "Now I setup Message to send\n" RESET);
mex.type = 1;
setText(&mex, text, strlen(text));
printf(CYAN "Settings saved, Now I send Message\n" RESET);
sendMessage(mexId, &mex);
printf(CYAN "Message succesfully sent, Child Process %d has finished\n" RESET, getpid());
//Now I want Parent Process to know Child has finished
semaphoreSignal(semId, 0);
exit(EXIT_SUCCESS);
default:
printf(YELLOW "Parent Process %d started\n" RESET, getpid());
printf(YELLOW "I have to wait for Child Process\n" RESET);
//With this wait Parent Process should wait for Child to have finished
semaphoreWait(semId, 0);
//Now Parent knows Child has finished
printf(YELLOW "Looks like Child Process has finished\n" RESET);
printf(YELLOW "Doing some useless sleep\n" RESET);
for(int i = 0; i < 4; i++){
printf(YELLOW "Sleep %d\n" RESET, i);
sleep(1);
}
printf(YELLOW "Useless sleep finished\n" RESET);
printf(YELLOW "Receiving Message sent by Child...\n" RESET);
receiveMessage(mexId, &mex2, 1);
printf(YELLOW "Message Received: \n" RESET);
printf(YELLOW "%s\n" RESET, mex2.text);
printf(YELLOW "All Done, Parent Process %d has finished\n" RESET, getpid());
semaphoreSignal(semId, 0);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
}
正如你们可能注意到的那样,这个文件中Child
的Parent
进程并没有main.c
像我想要的那样同步。我的问题是:如何确保 Child 在 Parent 开始之前完成他的代码要求的所有事情?谢谢:)
解决方案
您的问题不清楚 - 最好清楚地说明您观察到的问题。由于程序正在尝试同步父母和孩子并且你问这个问题,我假设你看到父母试图在孩子通过信号量发出完成信号之前阅读消息。
正如 Fred 所指出的,您没有初始化 sysV 信号量。完成后也不要删除它(这可能会有所帮助)。我假设信号量(如果尚不存在)从值 0 开始。由于它是 IPC 工具并且不属于任何单个进程,因此它在运行之间持续存在。
您的程序(我们可以看到它)调用semaphoreSignal
了两次和semaphoreWait
一次,因此每次程序运行时,它都会将信号量的值增加 1 并保持这种状态;因此,在后续运行中,由于先前运行的剩余值,信号量值开始 >0,因此父级立即运行。
您还应该检查 ftok(3) 的返回值;/temp
不是通常存在的路径。
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