广东海洋大学操作系统.实验(2)

班级：计科1141 学号：201411621110 姓名：邓超荣

实验二进程间通信（信号量）

实验目的了解信号量在进程控制中所起的重要作用。

实验内容

父子两个进程共同完成递增正整数序列（1\2\3\4\5\6\7\8\9\10\11\12\13\14\15\16……100）的显示。其中一个进程负责显示奇数，另一个进程显示偶数。

请分别编写“不带有信号量不能完成上述任务”和“使用信号量正确完成上述任务”的程序，观察实验结果，进行细致分析。

（1）不带有信号量不能完成上述任务

1：#include

2：#include :

3：#include :

4：#include

5：#include :

6：#include

7：union semun://使用union开辟空间，把定义的数据放到统一个足够大的空间

8：{

9： int val;//定义val,当执行SETVAL命令时使用

10： struct semid_ds *buf;//定义buf,在IPC_STAT/IPC_SET命令时使用11： unsigned short *array;//在使用GETALL/SETALL命令时使用的指针12： struct seminfo *__buf;//在IPC_INFO命令时使用

13：};

14：int init_semvalue (int id, int v)

15;{

16: union semun sem_union;//调用union semun 对象

17: sem_union.val = v;

18: semctl (id, 0, SETVAL, sem_union);//系统调用senmctl用来执行在信号量及上的控制操作；获取关键字值id,设置信号量的数目为0；SETVAL设置信号量集中的一个单独的信号量的值。

19: return (1);//返回1，则成功

20: }

21:int P (int id)//定义p（）方法，控制信号量

22: {

23: struct sembuf op;

24: op.sem_num = 0;//将要处理的信号量个数为0

25: op.sem_op = -1;//sem_op为-1，信号量将减去1

26: op.sem_flg = 0;//定义操作标志为0

27: semop (id, &op, 1);//&op是指向将要操作的数组的指针；1为数组中的操作的个数

28: return 1;

29: }

30: int V (int id)//定义V（）方法，控制信号量

31: {

32: struct sembuf op;

33: op.sem_num = 0;

34: op.sem_op = 1;

35: op.sem_flg = 0;

36:semop (id, &op, 1);

37: return 1;

38: }

39: int main (int argc, char *argv[])

40: {

41:int var_cri = 0; int s1,s2; pid_t pid;

42: s1 = semget ((key_t) 2234, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建信号量集s1 43: s2 = semget ((key_t) 2235, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建信号量集s2 44: init_semvalue(s1,1);

45：init_semvalue(s2,0);

46 pid = fork ();

47： if(pid != 0 ){

:48; int i = 1;

49: while (1){

50:

51: printf("%d,", i);

52: fflush(stdout);

53: i += 2;

54:

55: if(i>100)break;

56: }

57: }

58: else{

59: int i = 2;

60: while (1){

61:

62: printf("%d,", i);

63: fflush(stdout);

64: i += 2;

65:

66: if(i>100)break;

67： }

68： }

69：}

该程序分析如下：第9行中val用于存放信号量集中的一个单独信号量的值。第10行定义结构体buf,在信号量执行IPC_SET命令时存放信号量的许可权，第11行，array指针存放所有信号量的semvals值，定义_buf存放系统信道返回的信号量和参数信息。第14行到20行，系统通过调用semctl()方法，对信号量进行控制操作。第21行至29行设置信号量，对进程进行管理，第30行到38行同理；第42,43行创建信号量集s1和s2,第44行将s1的信号量设置为1，第45行将s2的信号量设置为0，第46行调用fork（）方法生成一个几乎和原进程一样的进程，就拥有了两个进程，第47到69行，由于不带信号量，没有对进程进行控制，所以只能输出1/3/5/7/9…/97/99的信号量。

(2) 使用信号量正确完成上述任务

1：#include

2：#include :

3：#include :

4：#include

5：#include :

6：#include

7：union semun://使用union开辟空间，把定义的数据放到统一个足够大的空间

8：{

9： int val;//定义val,当执行SETVAL命令时使用

10： struct semid_ds *buf;//定义buf,在IPC_STAT/IPC_SET命令时使用11： unsigned short *array;//在使用GETALL/SETALL命令时使用的指针12： struct seminfo *__buf;//在IPC_INFO命令时使用

13：};

14：int init_semvalue (int id, int v)

15;{

16: union semun sem_union;//调用union semun 对象

17: sem_union.val = v;

18: semctl (id, 0, SETVAL, sem_union);//系统调用senmctl用来执行在信

号量及上的控制操作；获取关键字值id,设置信号量的数目为0；SETVAL设置信号量集中的一个单独的信号量的值。

19: return (1);//返回1，则成功

20: }

21:int P (int id)//定义p（）方法，控制信号量

22: {

23: struct sembuf op;

24: op.sem_num = 0;//将要处理的信号量个数为0

25: op.sem_op = -1;//sem_op为-1，信号量将减去1

26: op.sem_flg = 0;//操作标志为0

27: semop (id, &op, 1);//&op是指向将要操作的数组的指针；1为数组中的操作的个数

28: return 1;

29: }

30: int V (int id)//定义V（）方法，控制信号量

31: {

32: struct sembuf op;

33: op.sem_num = 0;

34: op.sem_op = 1;

35: op.sem_flg = 0;

36:semop (id, &op, 1);

37: return 1;

38: }

39: int main (int argc, char *argv[])

40: {

41:int var_cri = 0; int s1,s2; pid_t pid;

42: s1 = semget ((key_t) 2234, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建信号量集s1 43: s2 = semget ((key_t) 2235, 1, 0666 | IPC_CREAT);//创建信号量集s2 44: init_semvalue(s1,1);

45：init_semvalue(s2,0);

46 pid = fork ();//原来的进程的所有值都复制到新的新进程中,两个几乎一样的进程

47： if(pid != 0 ){

:48; int i = 1;

49: while (1){

50: P(s1);//调用P（）方法接受信号量s1

51: printf("%d,", i); //输出i的值1

52: fflush(stdout);//立刻将要输出的内容输出

53: i += 2; //i=3;//由于i!=2,进程1受到阻塞，转至else执行

54: V(s2);//调用V（）方法接受信号量s2

55: if(i>100)break;

56: }

57: }

58: else{

59: int i = 2;

60: while (1){

61: P(s2);//获取信号量s2

62: printf("%d,", i);//输出信号量2

63: fflush(stdout);

64: i += 2;//i=4;由于i1=3,进程2受到阻塞，而进程1中i=3, 所以进程1被释放

65: V(s2);

66: if(i>100)break;

67： }

68： }

69：}

该程序分析如下：第46行调用fork（）方法生成一个几乎和原进程一样的进程，

就拥有了两个进程，第47行判断进程是否存在，第49到57行，i的初始值为

1，此时调用进程1，输出信号量1后，i变为3，由于i不等于2,所以进程1

阻塞，此时进程2空闲，转至进程2，此时i=2,进程2输出信号量2后，i变为

4，此时i不等于3，所以进程2被阻塞，而进程1中i=3，所以进程1被释放。

如此类推，进程1输出奇数。进程2输出偶数，两进程交替输出，实现父子两个

进程共同完成递增正整数序（1/2/3/4/5……/99/100）;