linux信号量共享内存

‘壹’ linux查看共享内存命令

共享内存查看
使用ipcs命令，不加如何参数时，会把共享内存、信号量、消息队列的信息都打印出来，如果只想显示共享内存信息，使用如下命令：
[root@localhost ~]# ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 1867776 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1900545 root 600 393216 2 dest
0x00030021 1703938 zc 666 131104 1
0x0003802e 1736707 zc 666 131104 1
0x00030004 1769476 zc 666 131104 1
0x00038002 1802245 zc 666 131104 1
0x00000000 1933318 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1966087 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1998856 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2031625 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2064394 root 600 393216 2 dest
0x0014350c 2261003 cs 666 33554432 2
0x00000000 2129932 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2162701 root 600 393216 2 dest
0x00143511 395837454 root 666 1048576 1
其中：
第一列就是共享内存的key；
第二列是共享内存的编号shmid；
第三列就是创建的用户owner；
第四列就是权限perms；
第五列为创建的大小bytes；
第六列为连接到共享内存的进程数nattach；
第七列是共享内存的状态status。其中显示“dest”表示共享内存段已经被删除，但是还有用户在使用它，当该段内存的mode字段设置为SHM_DEST时就会显示“dest”。当用户调用shmctl的IPC_RMID时，内存先查看多少个进程与这个内存关联着，如果关联数为0，就会销毁这段共享内存，否者设置这段内存的mod的mode位为SHM_DEST，如果所有进程都不用则删除这段共享内存。

‘贰’ linux 共享内存 可不可以不加锁呢 系统有两个进程,一个负责写入,一个负责读取

能.并且是"要"加锁.可以使用信号量加锁.

‘叁’ LINUX 信号量共存 共享内存通信

/***Msginput.c***/
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<sys/sem.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include"Mysem.h"

int main(){
FILE *fp;
int empty;
int full;
int mutex;
char * shm;
int shmid;
fp = fopen("shmid","r");
fread(&shmid,sizeof(int), 1, fp);
fread(&empty,sizeof(int), 1, fp);
fread(&full,sizeof(int), 1, fp);
fread(&mutex,sizeof(int), 1, fp);

fclose(fp);
shm = shmat(shmid, NULL, 0);

while(1){

P(&empty);
P(&mutex);

scanf("%s", shm);

if(strcmp(shm, "END") == 0){

V(&mutex);
V(&full);
break;
}

V(&mutex);
V(&full);

}
return 0;
}

/****Mysem.c*****/
#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/shm.h>

#include<sys/sem.h>

#include<unistd.h>

#include<stdio.h>

#include<errno.h>

#include<string.h>

#include "Mysem.h"

#define BUFFER_SIZE 512

int main(){

char *shm;

int empty;

int full;

int mutex;

int shmid;

int pid;

int i;

FILE *fp;

// int init_sem_value = 0;

empty = semget(IPC_PRIVATE, 1, (0600|IPC_CREAT));

if(empty == -1){

perror("semget");

exit(1);

}

if(semctl(empty, 0, SETVAL, 1)<0){

perror("semctl");

exit(1);

}

full = semget(IPC_PRIVATE, 1, (0600|IPC_CREAT));

if(full == -1){

perror("semget");

exit(1);

}

if(semctl(full, 0, SETVAL, 0)<0){

perror("semctl");

exit(1);

}

mutex = semget(IPC_PRIVATE, 1, (0600|IPC_CREAT));

if(mutex == -1){

perror("semget");

exit(1);

}

if(semctl(mutex, 0, SETVAL, 1)<0){

perror("semctl");

exit(1);

}

shmid = shmget(IPC_PRIVATE, (BUFFER_SIZE*sizeof(char)),(IPC_CREAT|0600));

if(shmid == -1){

perror("shmget");

exit(1);

}

shm = shmat(shmid, NULL, 0);

if(shm == (char*)-1){

perror("shmat");

exit(1);

}

fp = fopen("shmid","w");

fwrite(&shmid, sizeof(int), 1, fp);

fwrite(&empty, sizeof(int), 1, fp);

fwrite(&full, sizeof(int), 1, fp);

fwrite(&mutex, sizeof(int), 1, fp);

fclose(fp);

pid = fork();

if(pid == 0){

execlp("./Msginput", "./Msginput",0);

perror("execlp");

exit(1);

}else{

while(1){

P(&full);

P(&mutex);

printf("%s\n", shm);

if(strcmp(shm,"END") == 0){

V(&mutex);

V(&empty);

break;

}

V(&mutex);

V(&empty);

}

}

wait(0);

if(semctl(full, 0, IPC_RMID, 1) == -1){

perror("semctl");

exit(1);

}

if(semctl(empty, 0, IPC_RMID, 1) == -1){

perror("semctl");

exit(1);

}

if(semctl(mutex, 0, IPC_RMID, 1) == -1){

perror("semctl");

exit(1);

}

if(shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1){

perror("shmctl");

exit(1);

}

exit(0);

}

/****Mysem.h*****/
void P(int *s);
void V(int *s);

extern void *shmat (int __shmid, __const void *__shmaddr, int __shmflg);

void P(int *s){
struct sembuf sembuffer, *sops;
sops=&sembuffer;
sops->sem_num = 0;
sops->sem_op = -1;
sops->sem_flg = 0;
if(semop(*s, sops, 1)<0){
perror("semop");
exit(1);
}
return ;
}
void V(int *s){
struct sembuf sembuffer, *sops;
sops = &sembuffer;
sops->sem_num = 0;
sops->sem_op = 1;
sops->sem_flg = 0;
if(semop(*s, sops, 1)<0){
perror("semop");
exit(1);
}
return;
}

‘肆’ 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。
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_flg = 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_flg = SEM_UNDO;

if(semop(sem_id,&sem_b,1) == -1)
{
perror("V opration");
return -1;
}
return 0;
}

sem_ctl.h文件内容：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#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 <signal.h>

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。

‘伍’ linux|进程间通信如何加锁

进程间通信有一种[共享内存]方式，大家有没有想过，这种通信方式中如何解决数据竞争问题？我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间数据竞争问题，貌似没有看到过它用在进程中，那怎么办？

关于进程间的通信方式估计大多数人都知道，这也是常见的面试八股文之一。

个人认为这种面试题没什么意义，无非就是答几个关键词而已，更深入的可能面试官和面试者都不太了解。

关于进程间通信方式我之前在【这篇文章】中有过介绍，感兴趣的可以移步去看哈。

进程间通信有一种[共享内存]方式，大家有没有想过，这种通信方式中如何解决数据竞争问题?

我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间数据竞争问题，貌似没有看到过它用在进程中，那怎么办?

我找到了两种方法，信号量和互斥锁。

直接给大家贴代码吧，首先是信号量方式：

代码中的MEOW_DEFER，它内部的函数会在生命周期结束后触发。它的核心函数其实就是下面这四个：

具体含义大家应该看名字就知道，这里的重点就是sem_init中的pshared参数，该参数为1表示可在进程间共享，为0表示只在进程内部共享。

第二种方式是使用锁，即pthread_mutex_t，可是pthread_mutex不是用作线程间数据竞争的吗，怎么能用在进程间呢?

可以给它配置一个属性，示例代码如下：

它的默认属性是进程内私有，但是如果给它配置成PTHREAD_PROCESS_SHARED，它就可以用在进程间通信中。

相关视频推荐

360度无死角讲解进程管理，调度器的5种实现

Linux进程间通信-信号量、消息队列和共享内存

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完整代码如下：

我想这两种方式应该可以满足我们日常开发过程中的大多数需求。

锁的方式介绍完之后，可能很多朋友自然就会想到原子变量，这块我也搜索了一下。但是也不太确定C++标准中的atomic是否在进程间通信中有作用，不过看样子boost中的atomic是可以用在进程间通信中的。

其实在研究这个问题的过程中，还找到了一些很多解决办法，包括：

Disabling Interrupts

Lock Variables

Strict Alternation

Peterson's Solution

The TSL Instruction

Sleep and Wakeup

Semaphores

Mutexes

Monitors

Message Passing

Barriers

这里就不过多介绍啦，大家感兴趣的可以自行查阅资料哈。

‘陆’ Linux进程通信实验（共享内存通信，接上篇）

这一篇记录一下共享内存实验，需要linux的共享内存机制有一定的了解，同时也需要了解POSIX信号量来实现进程间的同步。可以参考以下两篇博客: https://blog.csdn.net/sicofield/article/details/10897091
https://blog.csdn.net/ljianhui/article/details/10253345

实验要求：编写sender和receiver程序，sender创建一个共享内存并等待用户输入，然后把输入通过共享内存发送给receiver并等待，receiver收到后把消息显示在屏幕上并用同样方式向sender发送一个over，然后两个程序结束运行。
这个实验的难点主要在于共享内存的创建和撤销（涉及到的步骤比较多，需要理解各步骤的功能），以及实现两个进程间的相互等待（使用信号量来实现，这里使用了有名信号量）

实验心得：学习理解了linux的共享内存机制以及POSIX信号量机制。
两个实验虽然加强了对linux一些机制的理解，但是感觉对linux的学习还不够，需要继续学习。

‘柒’ Linux信号量

信号量是包含一个非负整数型的变量，并且带有两个原子操作wait和signal。Wait还可以被称为down、P或lock，signal还可以被称为up、V、unlock或post。在UNIX的API中（POSIX标准）用的是wait和post。

对于wait操作，如果信号量的非负整形变量S大于0，wait就将其减1，如果S等于0，wait就将调用线程阻塞；对于post操作，如果有线程在信号量上阻塞（此时S等于0），post就会解除对某个等待线程的阻塞，使其从wait中返回，如果没有线程阻塞在信号量上，post就将S加1.

由此可见，S可以被理解为一种资源的数量，信号量即是通过控制这种资源的分配来实现互斥和同步的。如果把S设为1，那么信号量即可使多线程并发运行。另外，信号量不仅允许使用者申请和释放资源，而且还允许使用者创造资源，这就赋予了信号量实现同步的功能。可见信号量的功能要比互斥量丰富许多。

POSIX信号量是一个sem_t类型的变量，但POSIX有两种信号量的实现机制： 无名信号量 和 命名信号量 。无名信号量只可以在共享内存的情况下，比如实现进程中各个线程之间的互斥和同步，因此无名信号量也被称作基于内存的信号量；命名信号量通常用于不共享内存的情况下，比如进程间通信。

同时，在创建信号量时，根据信号量取值的不同，POSIX信号量还可以分为：

下面是POSIX信号量函数接口：

信号量的函数都以sem_开头，线程中使用的基本信号函数有4个，他们都声明在头文件semaphore.h中，该头文件定义了用于信号量操作的sem_t类型：

【sem_init函数】：

该函数用于创建信号量，原型如下：

该函数初始化由sem指向的信号对象，设置它的共享选项，并给它一个初始的整数值。pshared控制信号量的类型，如果其值为0，就表示信号量是当前进程的局部信号量，否则信号量就可以在多个进程间共享，value为sem的初始值。

该函数调用成功返回0，失败返回-1。

【sem_destroy函数】：

该函数用于对用完的信号量进行清理，其原型如下：

成功返回0，失败返回-1。

【sem_wait函数】：

该函数用于以原子操作的方式将信号量的值减1。原子操作就是，如果两个线程企图同时给一个信号量加1或减1，它们之间不会互相干扰。其原型如下：

sem指向的对象是sem_init调用初始化的信号量。调用成功返回0，失败返回-1。

sem_trywait()则是sem_wait()的非阻塞版本，当条件不满足时（信号量为0时），该函数直接返回EAGAIN错误而不会阻塞等待。

sem_timedwait()功能与sem_wait()类似，只是在指定的abs_timeout时间内等待，超过时间则直接返回ETIMEDOUT错误。

【sem_post函数】：

该函数用于以原子操作的方式将信号量的值加1，其原型如下：

与sem_wait一样，sem指向的对象是由sem_init调用初始化的信号量。调用成功时返回0，失败返回-1。

【sem_getvalue函数】：

该函数返回当前信号量的值，通过restrict输出参数返回。如果当前信号量已经上锁（即同步对象不可用），那么返回值为0，或为负数，其绝对值就是等待该信号量解锁的线程数。

【实例1】：

【实例2】：

之所以称为命名信号量，是因为它有一个名字、一个用户ID、一个组ID和权限。这些是提供给不共享内存的那些进程使用命名信号量的接口。命名信号量的名字是一个遵守路径名构造规则的字符串。

【sem_open函数】：

该函数用于创建或打开一个命名信号量，其原型如下：

参数name是一个标识信号量的字符串。参数oflag用来确定是创建信号量还是连接已有的信号量。

oflag的参数可以为0，O_CREAT或O_EXCL：如果为0，表示打开一个已存在的信号量；如果为O_CREAT，表示如果信号量不存在就创建一个信号量，如果存在则打开被返回，此时mode和value都需要指定；如果为O_CREAT|O_EXCL，表示如果信号量存在则返回错误。

mode参数用于创建信号量时指定信号量的权限位，和open函数一样，包括：S_IRUSR、S_IWUSR、S_IRGRP、S_IWGRP、S_IROTH、S_IWOTH。

value表示创建信号量时，信号量的初始值。

【sem_close函数】：

该函数用于关闭命名信号量：

单个程序可以用sem_close函数关闭命名信号量，但是这样做并不能将信号量从系统中删除，因为命名信号量在单个程序执行之外是具有持久性的。当进程调用_exit、exit、exec或从main返回时，进程打开的命名信号量同样会被关闭。

【sem_unlink函数】：

sem_unlink函数用于在所有进程关闭了命名信号量之后，将信号量从系统中删除：

【信号量操作函数】：

与无名信号量一样，操作信号量的函数如下:

命名信号量是随内核持续的。当命名信号量创建后，即使当前没有进程打开某个信号量，它的值依然保持，直到内核重新自举或调用sem_unlink()删除该信号量。

无名信号量的持续性要根据信号量在内存中的位置确定：

很多时候信号量、互斥量和条件变量都可以在某种应用中使用，那这三者的差异有哪些呢？下面列出了这三者之间的差异：

‘捌’ linux进程间信号量的分配释放

和用于分配、释放共享内存的 shmget 和 shmctl 类似，系统调用 semget 和 semctl 负责分配、释放信号量。调用 semget 函数并传递如下参数：一个用于标识信号量组的键值，该组中包含的信号量数量和与 shmget 所需的相同的权限位标识。该函数返回的是信号量组的标识符。您可以通过指定正确的键值来获取一个已经存在的信号量的标识符；这种情况下，传递的信号量组的容量可以为0。
信号量会一直保存在系统中，甚至所有使用它们的进程都退出后也不会自动被销毁。最后一个使用信号量的进程必须明确地删除所使用的信号量组，来确保系统中不会有太多闲置的信号量组，从而导致无法创建新的信号量组。可以通过调用semctl来删除信号量组。调用时的四个参数分别为信号量组的标识符，操作的信号量在组中的编号、常量IPC_RMID 和一个 union semun 类型的任意值（被忽略）。调用进程的有效用户 id 必须与分配这个信号量组的用户 id 相同（或者调用进程为 root 权限亦可）。与共享内存不同，删除一个信号量组会导致 Linux 立即释放资源。
代码 5.2 展示了用于分配和释放一个二元信号量的函数。
代码 5.2 （sem_all_deall.c）分配和释放二元信号量
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/types.h> /* 我们必须自己定义 semun 联合类型。 */
union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short int *array; struct seminfo *__buf; };
/* 获取一个二元信号量的标识符。如果需要则创建这个信号量 */
int binary_semaphore_allocation (key_t key, int sem_flags)
{
return semget (key, 1, sem_flags);
} /* 释放二元信号量。所有用户必须已经结束使用这个信号量。如果失败，返回 -1 */
int binary_semaphore_deallocate (int semid)
{
union semun ignored_argument; return semctl (semid, 1, IPC_RMID, ignored_argument);
}

‘玖’ linux进程间通信 socket 共享内存 哪个快

进程间通讯进程间通信就是不同进程之间传播或交换信息，进程的用户空间是互相独立的，进程之间可以利用系统空间交换信息。 管道(pipe)管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。如果要进行双工通信，需要建立两个管道。 管道只能在具有亲缘关系的进程间使用，例如父子进程或兄弟进程。 有名管道(named pipe) 有名管道也是双半工的通信方式，但它允许无亲缘关系的进程间使用。 信号量(semophore) 信号量常用来作为一种锁机制来使用，它是一个记数器，用来控制多进程对共享资源的访问，防止多个进程同时访问一个共享资源。信号量主要用作为进程间或同一进程间不同线程之间的同步手段。 信号(sinal) 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某些事件已经发生，要注意信号处理中调用的函数是否为信号安全。 消息队列(message queue) 消息队列是由消息的链表组成，存放在内核中并由消息队列标识符标识。 共享内存(shared memory) 共享内存就是映射一段被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，可由多个进程访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式的低运行效率而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。 套接字(socket) 套接字也是进程间通信的一种方式，与其他方式不同的是，它可以用在不同主机间的进程通信（也是它的主要用途）。 几种方式的缺点 管道： 速度慢，容量有限，只能用于亲缘关系进程间通信。 有名管道： 同管道，不过允许无亲缘关系进程间通信。 消息队列： 容量受系统限制，队列中会遗留数据，读时要考虑到这些未读完的数据。 信号量： 主要用于同步，无法传递复杂的数据信息。

‘拾’ Linux 中有名信号量,异常关闭其他线程如何获取

linux下进程间同步的机制有以下三种：
信号量
记录锁(文件锁)
共享内存中的mutex
效率上 共享内存mutex > 信号量 > 记录锁
posix 提供了新的信号量 - 有名信号量，既可以使用在进程间同步也可以作为线程间同步的手段。效率比共享内存mutex要好一些