”Vaikka jokaisella ohjelmointikielellä on useita kirjastoja tiettyihin tarkoituksiin, C:n POSIX-kirjastolla on paikkansa. Se on suunniteltu luomaan suuri harmonisointi prosessien välille ja auttaa paljon monisäikeistyksen käytössä ohjelmien sisällä, eli useiden säikeiden luomisessa ja niiden suoritusten synkronoinnissa. Tässä tämänpäiväisessä oppaassa näet yksinkertaisen kuvan POSIX-semaforien käytöstä C:ssä. C-koodiesimerkkejä varten meidän on määritettävä sen kääntäjä järjestelmässä. Mutta ennen sitä meidän on päivitettävä järjestelmä, koska se on välttämätön vaihe koodin sujuvalle suorittamiselle. Siten liitteenä olevassa snapissa näkyvä kysely on pakollinen päivittääksesi ja päivittääksesi Linux-käyttöjärjestelmäsi 'apt' -apuohjelmalla.'
Tämä prosessi vaati noin 55 kt tilaa Linux-alustallasi, jotta päivitykset suoritettiin sujuvasti. Jos olet valmis antamaan niin paljon tilaa, jatka napauttamalla 'y'. Käsittely valmistuu muutaman minuutin kuluttua.
Kun järjestelmä on päivitetty kokonaan, aiomme määrittää C-kielen kääntäjän järjestelmässämme apt-get-apuohjelmalla 'install' -komennossa. Käytä 'gcc' avainsanana, ja siinä se.
sem_init()
Uusi semafori luodaan, kun kohdassa 's' on jo tunnistamaton semafori; muuten olemassa oleva semafori hylätään. Koko tässä menetelmässä 's' tarkoittaa Semafori-instanssia, joka on rakennettu, ja jaettu on signaali tai viiri, joka osoittaa, voidaanko semafori jakaa forked()-menetelmällä vai muuten. Syötearvo toimii semaforin aloituspisteenä.
Int sem_init ( nor_t * s, int jaettu, allekirjoittamaton int arvo ) ;
Sem_wait()
Suorittamalla semaforilukkotoiminnon semaforille, joka on määritetty 's':llä, sem_wait()-metodi pitää kyseisen semaforin. Semi-wait-menettelyä käytetään semaforin säilyttämiseen tai sen seisomiseen jonossa. Jotkut aiemmin ylikuormitetuista prosesseista heräävät, kun jokin muu prosessi kutsuu sem_post().
int sem_wait ( nor_t * s ) ;
no_post()
Kun sem post kutsutaan, arvoa kasvatetaan ja sitten jokin aiemmin varmuuskopioiduista tai odottavista toiminnoista alkaa toimia, eli avaa jo lukitun semaforin.
int sem_post ( nor_t * s ) ;
no_detroy()
Alustettu nimetön semafori 's' tuhotaan käyttämällä sem-design()-funktiota.
int sem_destroy ( nor_t * s ) ;
Esimerkki
Ymmärtääksemme semaforit luomme ensin C-tiedoston ja lisäämme sitten siihen koodin. Luo se käyttämällä 'touch'-kyselyä, niin löydät uuden tiedoston järjestelmäsi kotikansiosta.
Nyt sinun on avattava tyhjä C-tiedosto jollain yksinkertaisella editorilla luodaksesi siihen hyvän koodin. Olemme kokeilleet 'nano'-editoria toistaiseksi, kuten alla olevasta kuvasta näkyy.
Kuten me kaikki tiedämme, kaikki ohjelmointikielet eivät voi toimia ilman kirjastoja, koska näissä kirjastoissa on suuri määrä luokkia, rakenteita, toimintoja ja objekteja, joita käytetään järjestelmän yleisessä toiminnassa. Joten aloitamme tämän C-ohjelman käyttämällä joitain perus- ja pakollisia kirjastoja POSIX-semaforeille.
Käyttääksemme näitä kirjastoja koodissa meidän on käytettävä '#'-merkkiä avainsanan 'include' kanssa jokaisessa kirjastossa. Tällä hetkellä olemme lisänneet yhteensä 4 kirjastoa, jotka on oltava tässä ohjelmassa. Muuten ohjelmamme ei toimi oikein. Ensimmäinen 'stdio.h' otsikkokirjasto on yleensä pakollinen jokaisessa C-ohjelmassa, koska sen avulla voimme käyttää koodissa syöttö- ja tulostustoimintoja. Siksi käytämme sitä syötteiden lisäämiseen ja tulosteiden saamiseen koodista sujuvasti. Toinen tässä käyttämämme kirjasto on 'pthread.h', joka on välttämätön säieohjelmoinnin, eli monisäikeistyksen, käyttöön.
Käytämme tätä kirjastoa luodaksemme säikeitä ohjelmassa. Seuraava ja tärkein kirjasto tässä koodissa on 'semafori.h'. Sitä on käytetty lankojen sujuvaan synkronointiin. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, kirjasto on 'unistd.h', jonka avulla voimme käyttää käyttäjän määrittämiä sekalaisia funktioita ja vakioita. Nyt olemme ilmoittaneet 's' semaforin käyttämällä semaforikirjaston sisäänrakennettua 'sem_t' -objektia. Tässä tulee säikeen käyttäjän määrittämä funktio 'T' ilman palautustyyppiä. Se on käyttänyt joitain sisäänrakennettuja semaforitoimintoja synkronoinnin suorittamiseen. Funktio sem_wait() on tässä pitääkseen semaforin 's' käyttämällä '&'-merkkiä.
Pitotilassa printf()-käsky suoritettiin yhdessä 'sleep'-toiminnon kanssa, jotta tämä ohjelma nukkuisi 4 sekuntia. Toinen printf()-käsky näyttää uuden viestin, ja semaforin 's' lukituksen vapauttaminen suoritetaan sem_post()-funktiolla.
#include#include
#include
#include
ei kumpikaan_t s;
mitätön * T ( mitätön * arg ) {
sem_wait ( & s ) ;
printf ( 'Tervetuloa! \n ' ) ;
nukkua ( 4 ) ;
printf ( 'Hei hei! \n ' ) ;
sem_post ( & s ) ;
}
Katsotaanpa tämän C-ohjelman semaforien main()-menetelmää. Funktiota sem_init() on käytetty tässä luomaan uusi semafori “s”, jota ei ole jaettu forked()-metodilla, eli “0”, ja sen aloituspisteeksi on asetettu 1. Pthread_t-objekti pthreadista C-kirjastoa käytettiin luomaan kaksi säiettä kahdella säieobjektilla, o1 ja o2. Printf()-käsky on täällä osoittamaan, että aiomme luoda ensimmäisen säikeen käyttämällä pthread_create()-funktiota aivan seuraavalla rivillä.
Olemme välittäneet o1 säieobjektin tälle funktiolle NULL-rajoituksin ja kutsuneet funktiota 'T' välittämällä sen parametreissa. 4 sekunnin lepotilan jälkeen luotiin toinen säie objektilla o2, ja pthread_join()-funktiota käytetään tässä yhdistämään säikeet main()-funktiolla. Funktio sem_destroy() on täällä tuhoamaan 's'-semaforin, ja myös kaikki estetyt säikeet vapautetaan.
int main ( ) {sem_init ( & s, 0 , 1 ) ;
pthread_t o1, o2;
printf ( 'Nyt ensimmäisessä ketjussa... \n ' ) ;
pthread_create ( & o1,NULL,T,NULL ) ;
nukkua ( 4 ) ;
printf ( 'Toisessa ketjussa nyt... \n ' ) ;
pthread_create ( & o2,NULL,T,NULL ) ;
pthread_join ( o1,NULL ) ;
pthread_join ( o2, NULL ) ;
no_detroy ( & s ) ;
palata 0 ;
}
Olemme kääntämässä C-ohjelmaa 'Gcc'-kääntäjällä; '-lrt'- ja '-lpthread'-vaihtoehtoja käytetään POSIX-säietoimintojen suorittamiseen. '.a/.out'-kyselyä suoritettaessa ensimmäinen säie luotiin. Se menee nukkumaan ensimmäisen viestin tulostamisen jälkeen.
Toinen lanka synkronoitui ja 4 sekunnin kuluttua ensimmäinen lanka vapautui ja toinen lanka lukittui 4 sekunniksi.
Lopulta myös toinen lanka vapautui.
Johtopäätös
Siinä on kyse C:n POSIX-semaforeista samalla kun se käyttää joitain sen päätoimintoja eri säikeiden synkronointiin. Kun olet käynyt tämän artikkelin läpi, voit ymmärtää POSIXia yhä enemmän.