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标题: 共享内存实例2(生产者与消费者) [打印本页]

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作者: beyes    时间: 2009-9-6 16:05
标题: 共享内存实例2(生产者与消费者)
这里需要两个程序，一个是生产者，一个好似消费者。生产者负责往共享内存区写数据，消费者负责往共享内存区读数据。

共用头文件定义如下：

#define    TEXT_SZ    2048

struct shared_use_st {
    int written_by_you;
    char some_text [TEXT_SZ];
};

shm1.c 是消费者程序，其负责创建共享内存区，代码如下：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include <sys/shm.h>
#include "shm_com.h"

int main()
{
    int running = 1;
    void *shared_memory = (void *)0;
    struct shared_use_st *shared_stuff;
    int shmid;

    srand ((unsigned int)getpid ());
   
    shmid = shmget ((key_t)1234, sizeof (struct shared_use_st),0666 | IPC_CREAT);

    if (shmid == -1) {
        fprintf (stderr, "shmget failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }

    /*使共享内存可被程序访问*/
    shared_memory = shmat (shmid, (void *)0, 0);

    if (shared_memory == (void *)-1) {
        fprintf (stderr, "shmat failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }

    printf ("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);

    shared_stuff = (struct shared_use_st  *)shared_memory;
    shared_stuff->written_by_you = 0;

    while (running) {
        if (shared_stuff->written_by_you) {
            printf ("You wrote: %s", shared_stuff->some_text);
            sleep (rand () % 4);
            shared_stuff->written_by_you = 0;
            if (strncmp (shared_stuff->some_text, "end", 3) == 0) {
                running = 0;
            }
        }
    }
    /*与共享内存分离并删除之*/
    if (shmdt (shared_memory) == -1) {
        fprintf (stderr, "shmdt failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
   
    if (shmctl (shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
        fprintf (stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
   
    exit (EXIT_SUCCESS);
}

shm2.c 是生产者程序，代码如下：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/shm.h>
#include "shm_com.h"

int main()
{
    int running = 1;
    void *shared_memory = (void *)0;
    struct shared_use_st *shared_stuff;
    char buffer [BUFSIZ];
    int shmid;

    shmid = shmget ((key_t)1234, sizeof (struct shared_use_st), 0666 | IPC_CREAT);
   
    if (shmid == -1) {
        fprintf (stderr, "shmget failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
    shared_memory = shmat (shmid, (void *)0, 0);
    if (shared_memory == (void *)-1) {
        fprintf (stderr, "shmat failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
   
    printf ("Memory attached at %X\n", (int)shared_memory);
   
    shared_stuff = (struct shared_use_st *)shared_memory;
   
    while (running) {
        while (shared_stuff->written_by_you == 1) {
            sleep (1);
            printf ("waiting for client...\n");
        }
        printf ("Enter some text: ");
        fgets (buffer, BUFSIZ, stdin);

        strncpy (shared_stuff->some_text, buffer, TEXT_SZ);
        shared_stuff->written_by_you = 1;

        if (strncmp (buffer, "end", 3) == 0) {
            running = 0;
        }
    }
    if (shmdt (shared_memory) == -1) {
        fprintf (stderr, "shmdt failed\n");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
    exit (EXIT_SUCCESS);
}

运行测试：
消费者：

beyes@linux-beyes:~/C/share_memory> ./shm1.exe
Memory attached at B806F000
You wrote: hello consumer
You wrote: what are you doing ?
... ....

生产者：

beyes@linux-beyes:~/C/share_memory> ./shm2.exe
Memory attached at B7F76000
Enter some text: hello consumer
waiting for client...
waiting for client...
waiting for client...
Enter some text: what are you doing ?
waiting for client...
waiting for client...
waiting for client...
Enter some text:
... ...

说明：
在 shm2.c 中，BUFSIZ  宏在 stdio.h 里有定义，其大小为 8192 个字节。

shm1.exe 创建了共享内存区，然后将其附加到自己的地址空间上。在创建共享空间的时候，是利用 shared_use_st 结构类型的大小来指定共享空间的大小。
在 shared_use_st 结构里，有一个 written_by_you 标志，它在有可用数据可读时，就会被设置为 1 ，这时 shm1.exe 就可以读取数据并打印出来，在读取数据后，标志被清零。如果读取到 end 字符串，那么表示要退出程序，此时程序会脱掉共享内存区并删除它。

在 shm2.exe 中，在得到并附加共享内存区后，就可以往共享内存区写数据了。但是，如果它检测到 written_by_you 标志被置位，那么表名消费者(shm1.exe)端还没将数据读取，所以会进入等待状态。当 shm1.exe 标志被清除后，shm2.exe 可以继续写数据并重新置位标志。shm2.exe 在把相关内容写往共享内存区后，也会检测一下所写的内容是不是 "end" ，如果是，则会退出。

注意，使用 written_by_you 这样的标志来轮询资源效率非常低下，在实际代码中并不会这么用，取而代之的是会使用信号量，或者是传递消息，还可以是使用管道 (PIPE)，还可能是发送信号等手段提供更加有效的同步机制。

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