c - 在 C 中使用信号量实现虚拟程序

Question

我正在用 C 语言练习信号量。我编写了一个愚蠢的程序，试图复制类笔记中的示例。当编译以下代码(gcc -o ex3 ex3.c -lpthread)并执行它(./ex3)时，没有任何反应。

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

sem_t S1;
sem_t S2;
sem_t S3;

int main(){

    int fa=4;
    int fb=2;
    int sum=0;

    sem_init(&S1, 0, 1);
    sem_init(&S2, 0, 0);
    sem_init(&S3, 0, 0);

    /* Proceso A*/
    while (fa<4)
    {
        sem_wait(&S1);
        sum = sum + 2;
        sem_post(&S2);
        fa++;
    }

    /* Proceso B*/
    while (fb<2)
    {
        sem_wait(&S2);
        sem_wait(&S2);
        sum = sum + 3;
        sem_post(&S3);
        fb++;
    }

    /* Proceso C*/
    while (1)
    { /* Imprimir */
        sem_wait(&S3);
        printf("%d,", sum);
        sem_post(&S1);
        sem_post(&S1);
        if (fa>4 && fb>2)
            exit(0);
    }

    return 0;
}

我的想法是向进程 A 和 B 添加等待和信号，以便更好地理解这些信号量的作用。但在此之前，我需要查看结果:D

如有任何帮助，我们将不胜感激。

Answer 1

My idea is to play adding waits and signals to Process A and B in order to understand a bit better what these semaphores do. But before, I need to see the result :D

您的小程序中只有一个进程，因此很难理解执行此练习的信号量。

确实，由于错误表达式，它总是跳过第一个和第二个 while 循环，然后卡在

sem_wait(&S3);

因为它被初始化为0并且永远不会改变。所以此时它将永远等待。

我建议初始化

int fa=0;
int fb=0;

这样它将执行前两个循环内的操作。另外，为了能够退出最终的 while(1) 循环，我们需要在每次检查 while 表达式而不是循环末尾的 fa++/fb++ 后递增 fa 和 fb。所以最终的程序将如下所示:

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

sem_t S1;
sem_t S2;
sem_t S3;

int main() {

    int fa = 0;
    int fb = 0;
    int sum = 0;

    sem_init(&S1, 0, 4);
    sem_init(&S2, 0, 0);
    sem_init(&S3, 0, 0);

    /* Proceso A*/
    while (fa++ < 4) {
        sem_wait(&S1);
        sum = sum + 2;
        sem_post(&S2);
    }

    /* Proceso B*/
    while (fb++ < 2) {
        sem_wait(&S2);
        sem_wait(&S2);
        sum = sum + 3;
        sem_post(&S3);
    }

    /* Proceso C*/
    while (1) { /* Imprimir */
        sem_wait(&S3);
        printf("%d\n", sum);
        sem_post(&S1);
        sem_post(&S1);
        if (fa > 4 && fb > 2)
            break;
    }

    return 0;
}

此外，我将 exit(0) 调用更改为break，并将\n 添加到 printf 而不是逗号，因为它在第一次迭代后退出。

这将打印出 14，然后退出。希望这对结果有所帮助。但为了更好地理解信号量，我建议从类似 https://www.cs.mtu.edu/~shene/NSF-3/e-Book/SEMA/basics.html 开始