1. 如何利用信号量机制实现多进程访问临界资源
进程互斥 定义:两个或两个以上的进程,不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与时间有关的错误,这种现象被称作进程互斥.
在多道程序环境下,存在着临界资源,它是指多进程存在时必须互斥访问的资源。也就是某一时刻不允许多个进程同时访问,只能单个进程的访问。我们把这些程序的片段称作临界区或临界段,它存在的目的是有效的防止竞争条件又能保证最大化使用共享数据。而这些并发进程必须有好的解决方案,才能防止出现以下情况:多个进程同时处于临界区,临界区外的进程阻塞其他的进程,有些进程在临界区外无休止的等待。除此以外,这些方案还不能对CPU的速度和数目做出任何的假设。只有满足了这些条件,才是一个好的解决方案。
访问临界资源的循环进程可以这样来描述:
Repeat
entry section
Critical sections;
exit section
Remainder sectioni;
Until false
为实现进程互斥,可以利用软件的方法,也可以在系统中设置专门的同步机制来协调多个进程,但是所有的同步机制应该遵循四大准则:
1.空闲让进 当临界资源处于空闲状态,允许一个请求进入临界区的进程立即进入临界区,从 而有效的利用资源。
2.忙则等待 已经有进程进入临界区时,意味着相应的临界资源正在被访问,所以其他准备进 入临界区的进程必须等待,来保证多进程互斥。
3.有限等待 对要求访问临界资源的进程,应该保证该进程能在有效的时间内进入临界区,防 止死等状态。
4.让权等待 当进程不能进入临界区,应该立即释放处理机,防止进程忙等待。
早期解决进程互斥问题有软件的方法和硬件的方法,如:严格轮换法,Peterson的解决方案,TSL指令,Swap指令都可以实现进程的互斥,不过它们都有一定的缺陷,这里就不一一详细说明,而后来Kijkstra提出的信号量机制则更好的解决了互斥问题。
2. c语言多进程编程
多进程这个词用得比较少,听过来有点不熟悉。你这个程序在linux下应该很容易实行,就是个进程间通信的问题,管道、消息队列、共享内存都可以,可以找找相关资料。昨天失言不好意思。
三个源文件分别为1.c、2.c、3.c一个头文件share.h。
share.h:
//共享的内存,两个数组
typedef struct{
int a[2];
int b[2];
int id;
}share_use;
1.c:
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include"share.h"
int main(){
void *shared_memory = (void *)0;
share_use *share_stuff;
int shmid;
shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(share_use),0666|IPC_CREAT);//创建共享内存
if(shmid==-1){
fprintf(stderr,"共享内存创建失败!\n");
exit(1);
}
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0,0);//让进程可以访问共享内存
if(shared_memory == (void *)-1){
fprintf(stderr,"启用共享内存失败!\n)";
exit(1);
}
printf("Memory attached at %X\n",(int)shared_memory);
share_stuff = (share_use *)shared_memory;
share_stuff->id=0;
share_stuff->a[0]=1;
share_stuff->a[1]=2;
while(1){
if(share_stuff->id)
exit(0);
sleep(10);
}
}
2.c:
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include"share.h"
int main(){
void *shared_memory = (void *)0;
share_use *share_stuff;
int shmid;
shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(share_use),0666|IPC_CREAT);//创建共享内存
if(shmid==-1){
fprintf(stderr,"共享内存创建失败!\n");
exit(1);
}
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0,0);//让进程可以访问共享内存
if(shared_memory == (void *)-1){
fprintf(stderr,"启用共享内存失败!\n");
exit(1);
}
printf("Memory attached at %X\n",(int)shared_memory);
share_stuff = (share_use *)shared_memory;
share_stuff->b[0]=share_stuff->a[0]*100;
share_stuff->b[1]=share_stuff->a[1]*100;
while(1)
{
if(share_stuff->id)
exit(0);
sleep(10);
}
}
3.c:
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include"share.h"
int main(){
void *shared_memory = (void *)0;
share_use *share_stuff;
int shmid;
shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(share_use),0666|IPC_CREAT);//创建共享内存
if(shmid==-1){
fprintf(stderr,"共享内存创建失败!\n");
exit(1);
}
shared_memory = shmat(shmid, (void *)0,0);//让进程可以访问共享内存
if(shared_memory == (void *)-1){
fprintf(stderr,"启用共享内存失败!\n");
exit(1);
}
printf("Memory attached at %X\n",(int)shared_memory);
share_stuff = (share_use *)shared_memory;
printf("共享内存中有元素:%d , %d",share_stuff->b[0],share_stuff->b[1]);
share_stuff->id=1;
return 0;
}
linux或unix环境下编译