11.c

在LINUX系统下实现PV操作的算法

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
#include<sys/types.h>
#include<linux/sem.h>
#include<linux/shm.h>
#define MAX 20   // 定义缓冲区的大小
/*定义信号量内部标识*/
int emptyid;
int fullid;
int mutexid;
int main()
{ 
printf("***********************************使用pv操作*********************************\n");
pv();
printf("***********************************无pv操作***********************************\n");
no_PV();}

int pv()
{
	int i,C1,C2,p1,p2,m;
                     srand(time(NULL));
	/*定义P、V操作所用的数据结构*/
	struct sembuf P,V;
                      /*定义给信号量赋初值的参数数据结构*/
	union semun arg;
	/*定义共享内存*/
	int shmid1,shmid2,shmid3;
	int *buffer,*get,*set;
                      /*创建信号量并初始化*/
	emptyid=semget(IPC_PRIVATE,1,IPC_CREAT|0666);
	fullid=semget(IPC_PRIVATE,1,IPC_CREAT|0666);
	mutexid=semget(IPC_PRIVATE,1,0666|IPC_CREAT);
                      arg.val=1;      /*为信号量赋初值*/
	if(semctl(mutexid,0,SETVAL,arg)==-1)
		perror("semctl setval error");
	arg.val=20;      /*为信号量赋初值*/
	if(semctl(emptyid,0,SETVAL,arg)==-1)
		perror("semctl setval error");
	arg.val=0;
	if(semctl(fullid,0,SETVAL,arg)==-1)
		perror("semctl setval error");
	/*定义信号量的P操作*/
	P.sem_num=0;
	P.sem_op=-1;
	P.sem_flg=0;
	/*定义信号量的V操作*/
	V.sem_num=0;
	V.sem_op=1;
	V.sem_flg=0;


	/*创建并附接共享内存*/
	shmid1=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
                       buffer=(int*)shmat(shmid1,0,0);
	for( m=1;m<=MAX;m++)
	{
		buffer[m]=0;
	}
     
                      /*创建缓冲区信号量buffer、读缓冲区号的计数get以及写缓冲区号的计数set，并初始化*/
	shmid2=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
                      set=(int*)shmat(shmid2,0,0);
	(*set)=0;
	shmid3=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
	get=(int*)shmat(shmid3,0,0);
	(*get)=0;
   

   while((p1=fork())==-1);		//创建生产者1子进程直到成功为止,p1存放子进程的pid号
	   if(p1==0)                   //返回值=0表示子进程返回
		{	
			for(i=0;i<MAX;i++)
			 {
			     sleep(1);
				semop(emptyid,&P,1);	//对emptyid执行P操作
				semop(mutexid,&P,1);	//对mutexid执行P操作
					if((*set)<MAX)
						{
							printf("\nP1 put data in No.%d\n",*set);
							printf("printf all the data in the buffer :");
                                                                                                                                                         buffer[*set]=(rand()%20)+1;
							for(m=0;m<MAX;m++)
							{      
				  			     printf("%d ",buffer[m]);
						        }
							printf("\n");
						}
			
					(*set)++;
					semop(mutexid,&V,1);
					semop(fullid,&V,1);		//对fullid执行V操作
					if((*set)>=20)
						break;		
			}
				//sleep(1);
				printf("P1 over!\n");
				exit(0);
	   }
	
	
            
		 while((p2=fork())==-1);		//创建生产者2子进程直到成功为止,p1存放子进程的pid号
		 if(p2==0)                   //返回值=0表示子进程返回
			{	
				for(i=0;i<MAX;i++)
				 {
					sleep(3);
					semop(emptyid,&P,1);	//对emptyid执行P操作
					semop(mutexid,&P,1);	//对mutexid执行P操作
					if((*set)<MAX)
						{
							printf("\nP2 put data in No.%d\n",*set);
							printf("printf all the data in the buffer :");
                                                                                                                                                         buffer[*set]=(rand()%20)+1;
							for(m=0;m<MAX;m++)
							{      
				  			     printf("%d ",buffer[m]);	
						        }
							printf("\n");
						}
					
					(*set)++;
					semop(mutexid,&V,1);
					semop(fullid,&V,1);		//对fullid执行V操作
					if((*set)>=20)
						break;		
			}
				sleep(1);
				printf("P2 over!\n");
				exit(0);
	   }
	
		while((C1=fork())==-1);		//创建消费者1子进程
		if(C1==0)
		{
			//sleep(5);
			for(i=0;i<MAX;i++)
			{
				//sleep(5);
				semop(fullid,&P,1);	//对fullid执行P操作
				semop(mutexid,&P,1);
				//sleep(1);
				if((*get)<MAX)
				{
					printf("\nC1 get number from No.%d\n",*get);
					buffer[*get]=0;
					printf("printf all the data in the buffer :");
					for( m=0;m<MAX;m++)
						printf("%d ",buffer[m]);
					printf("\n");
				}				
				(*get)++;
				semop(mutexid,&V,1);
				semop(emptyid,&V,1);//对emptyid执行V操作
				if((*get)>=MAX)
					break;			
			}	
			printf("C1 over!\n");
			exit(0);
			}
	
		while((C2=fork())==-1);		//创建消费者2子进程
		if(C2==0)
		{
			//sleep(7);
			for(i=0;i<MAX;i++)
			{
				//sleep(1);
				semop(fullid,&P,1);	//对fullid执行P操作
				semop(mutexid,&P,1);
				//sleep(1);
				if((*get)<MAX)
				{
					printf("\nC2 get number from No.%d\n",*get);
					buffer[*get]=0;
					printf("printf all the data in the buffer :");
					for( m=0;m<MAX;m++)
					{
						printf("%d ",buffer[m]);
					}
					
					printf("\n");
				}				
				(*get)++;
				semop(mutexid,&V,1);
				semop(emptyid,&V,1);//对emptyid执行V操作
				if((*get)>=MAX)
					break;			
			}	
			printf("C2 over!\n");
			exit(0);
			}
		      wait(0);                           //等待子进程终止
	    	      wait(0);
		      wait(0);
		     		
		     shmdt(buffer);		 	//断开附接的共享内存
                  shmdt(get);			    //断开附接的共享内存
                  shmdt(set);			    //断开附接的共享内存
	    	     shmctl(shmid1,IPC_RMID,0);	//撤消共享内存和信号量集
		     semctl(emptyid,IPC_RMID,0);
		     semctl(fullid,IPC_RMID,0);
                  semctl(mutexid,IPC_RMID,0);
		     wait(0);
	
 }




int no_PV()
{
     
	int i,C1,C2,p1,p2,m;
	/*定义P、V操作所用的数据结构*/
                      /*定义给信号量赋初值的参数数据结构*/
	//union semun arg;
	/*定义共享内存*/
	int shmid1,shmid2,shmid3;
	int *buffer,*get,*set;
	//int buffer[MAX];
                    

	/*创建并附接共享内存*/
	shmid1=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
                       buffer=(int*)shmat(shmid1,0,0);
	for( m=1;m<=MAX;m++)
	{
		buffer[m]=0;
	}
     
                      /*创建缓冲区信号量buffer、读缓冲区号的计数get以及写缓冲区号的计数set，并初始化*/
	shmid2=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
                      set=(int*)shmat(shmid2,0,0);
	(*set)=0;
	shmid3=shmget(IPC_PRIVATE,MAX,0666|IPC_CREAT);
	get=(int*)shmat(shmid3,0,0);
	(*get)=0;
   

   while((p1=fork())==-1);		//创建生产者1子进程直到成功为止,p1存放子进程的pid号
	   if(p1==0)                   //返回值=0表示子进程返回
		{	
			for(i=0;i<MAX;i++)
			 {
			    sleep(1);
			
					if((*set)<MAX)
						{
							printf("\nP1 put data in No.%d\n",*set);
							printf("printf all the data in the buffer :");
                                                                                                                                                         buffer[*set]=(rand()%20)+1;
							for(m=0;m<MAX;m++)
							{      
				  			     printf("%d ",buffer[m]);
						        }
							printf("\n");
						}
			
					(*set)++;
					
					if((*set)>=20)
						break;		
			}
				//sleep(1);
				printf("P1 over!\n");
				exit(0);
	   }
	
	
            
		 while((p2=fork())==-1);		//创建生产者2子进程直到成功为止,p1存放子进程的pid号
		 if(p2==0)                   //返回值=0表示子进程返回
			{	
				for(i=0;i<MAX;i++)
				 {
					sleep(3);
					
					if((*set)<MAX)
						{
							printf("\nP2 put data in No.%d\n",*set);
							printf("printf all the data in the buffer :");
                                                                                                                                                         buffer[*set]=(rand()%20)+1;
							for(m=0;m<MAX;m++)
							{      
				  			     printf("%d ",buffer[m]);	
						        }
							printf("\n");
						}
					
					(*set)++;
					
					if((*set)>=20)
						break;		
			}
				//sleep(1);
				printf("P2 over!\n");
				exit(0);
	   }
	
		while((C1=fork())==-1);		//创建消费者1子进程
		if(C1==0)
		{
			//sleep(5);
			for(i=0;i<MAX;i++)
			{
				
				//sleep(1);
				if((*get)<MAX)
				{
					printf("\nC1 get number from No.%d\n",*get);
					buffer[*get]=0;
					printf("printf all the data in the buffer :");
					for( m=0;m<MAX;m++)
						printf("%d ",buffer[m]);
					printf("\n");
				}				
				(*get)++;
				//semop(mutexid,&V,1);
				//semop(emptyid,&V,1);//对emptyid执行V操作
				if((*get)>=MAX)
					break;			
			}	
			printf("C1 over!\n");
			exit(0);
			}
	
		while((C2=fork())==-1);		//创建消费者2子进程
		if(C2==0)
		{
			//sleep(7);
			for(i=0;i<MAX;i++)
			{
				//sleep(1);
				
				if((*get)<MAX)
				{
					printf("\nC2 get number from No.%d\n",*get);
					buffer[*get]=0;
					printf("printf all the data in the buffer :");
					for( m=0;m<MAX;m++)
					{
						printf("%d ",buffer[m]);
					}
					
					printf("\n");
				}				
				(*get)++;
				//semop(mutexid,&V,1);
				//semop(emptyid,&V,1);//对emptyid执行V操作
				if((*get)>=MAX)
					break;			
			}	
			printf("C2 over!\n");
			exit(0);
			}
		      wait(0);                           //等待子进程终止
	    	      wait(0);
		      wait(0);
		     		
		     shmdt(buffer);		 	//断开附接的共享内存
                  shmdt(get);			    //断开附接的共享内存
                  shmdt(set);			    //断开附接的共享内存
	    	     shmctl(shmid1,IPC_RMID,0);	//撤消共享内存和信号量集
		     semctl(emptyid,IPC_RMID,0);
		     semctl(fullid,IPC_RMID,0);
                  semctl(mutexid,IPC_RMID,0);
		     wait(0);
	
 }