Linux_OS_Sem.cpp

/*
 * @Author: xuezaigds@gmail.com
 * @Last Modified time: 2016-09-01 09:28:05
 */

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/sem.h>

static int sem_id = 0;

static int set_semvalue();
static void del_semvalue();
static int semaphore_p();
static int semaphore_v();

/*
union semun
{
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *arry;
};
*/

int main(int argc, char *argv[])
{
    char message = 'X';
    int i = 0;

    //创建信号量
    sem_id = semget((key_t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT);

    if(argc > 1)
    {
        //程序第一次被调用，初始化信号量
        if(!set_semvalue())
        {
            fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphore\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        //设置要输出到屏幕中的信息，即其参数的第一个字符
        message = argv[1][0];
        sleep(2);
    }
    for(i = 0; i < 3; ++i)
    {
        //进入临界区
        if(!semaphore_p())
            exit(EXIT_FAILURE);
        //向屏幕中输出数据
        printf("%c", message);
        //清理缓冲区，然后休眠随机时间
        fflush(stdout);
        sleep(rand() % 3);
        //离开临界区前再一次向屏幕输出数据
        printf("%c", message);
        fflush(stdout);
        //离开临界区，休眠随机时间后继续循环
        if(!semaphore_v())
            exit(EXIT_FAILURE);
        sleep(rand() % 2);
    }

    sleep(10);
    printf("\n%d - finished\n", getpid());

    if(argc > 1)
    {
        //如果程序是第一次被调用，则在退出前删除信号量
        sleep(3);
        del_semvalue();
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

static int set_semvalue()
{
    //用于初始化信号量，在使用信号量前必须这样做
    union semun sem_union;
    sem_union.val = 1;

    if(semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1)
        return 0;
    return 1;
}

static void del_semvalue()
{
    //删除信号量
    union semun sem_union;

    if(semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1)
        fprintf(stderr, "Failed to delete semaphore\n");
}

static int semaphore_p()
{
    //对信号量做减1操作，即等待P（sv）
    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;
}

static int semaphore_v()
{
    //这是一个释放操作，它使信号量变为可用，即发送信号V（sv）
    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;
}