Семафоры в UNIX как средство синхронизации процессов

Удаление набора семафоров из системы с помощью команды ipcrm или системного вызова semctl()

Как мы видели в примерах, массив семафоров может продолжать существовать в системе и после завершения использовавших его процессов, а семафоры будут сохранять свое значение. Это может привести к некорректному поведению программ, предполагающих, что семафоры были только что созданы и, следовательно, имеют нулевое значение. Необходимо удалять семафоры из системы перед запуском таких программ или перед их завершением. Для удаления семафоров можно воспользоваться командами ipcs и ipcrm, рассмотренными в материалах предыдущего семинара. Команда ipcrm в этом случае должна иметь вид

ipcrm sem <IPC идентификатор>

Для этой же цели мы можем применять системный вызов semctl() , который умеет выполнять и другие операции над массивом семафоров, но их рассмотрение выходит за рамки нашего курса.

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semctl(int semid, int semnum, int cmd, 
           union semun arg);

Написание, компиляция и прогон программы с организацией взаимоисключения с помощью семафоров для двух процессов, взаимодействующих через разделяемую память

В материалах семинаров 6–7 было показано, что любые неатомарные операции, связанные с изменением содержимого разделяемой памяти, представляют собой критическую секцию процесса или нити исполнения. Модифицируйте программы из раздела "Необходимость синхронизации процессов и нитей исполнения, использующих общую память" семинаров 6–7, которые иллюстрировали некорректную работу через разделяемую память, обеспечив с помощью семафоров взаимоисключения для их правильной работы.

Написание, компиляция и прогон программы с организацией взаимной очередности с помощью семафоров для двух процессов, взаимодействующих через pipe

В материалах семинара 5, когда речь шла о связи родственных процессов через pipe, отмечалось, что pipe является однонаправленным каналом связи, и что для организации связи через один pipe в двух направлениях необходимо использовать механизмы взаимной синхронизации процессов. Организуйте двустороннюю поочередную связь процесса-родителя и процесса-ребенка через pipe, используя для синхронизации семафоры, модифицировав программу из раздела "Прогон программы для организации однонаправленной связи между родственными процессами через pipe" семинара 5.

Понятие о POSIX-семафорах

В стандарте POSIX вводятся другие семафоры, полностью аналогичные семафорам Дейкстры. Для инициализации значения таких семафоров применяется функция sem_init(), аналогом операции P служит функция sem_wait(), а аналогом операции V – функция sem_post(). К сожалению, в Linux такие семафоры реализованы только для нитей исполнения одного процесса, и поэтому подробно мы на них останавливаться не будем.