利用semaphore实现shm进程通信
一.进程通信方式简介
总结起来，进程通信包括：
其中，信号量+共享存储区、消息传递，称作XSI IPC（InterProcess Communication）。
二. 信号量+共享存储区的进程间通信
2.1 共享存储问题分析
本文介绍的进程通信方法，是在内存中开辟一块共享内存区，再利用信号量实现访问的互斥、阻塞、初始化判别。共享存储的原理如图1所示：
图1 共享存储机制的物理、逻辑示意图
假设进程A、B需要相互通信，则各自设一个结构体来存储共享存储（以下简称shm）的描述信息。其中，shm_A.shmkey=shm_A.shmkey，shm_A.shmid=shm_A.shmid，但是，shm_A.shmdata_pointer与shm_B.shmdata_pointer 是不想等的，道理很简单：两者分别在不同的进程，它们各自描述自己所在进程的shm的虚拟地址，然后通过内核映射到内存中shm的物理地址（SharedAddr）。
A、B（或者更多的进程，本文只介绍两个进程）通信，自然引发出如何互斥、如何同步的问题。A、B不能同时访问SharedAddr，解决互斥问题，即可实现异步通信，即：接收方需要数据时，就访问SharedAddr；发送方需要更新数据时，就直接往SharedAddr写数据。另外一个需求就是，接收方希望即时获取新的数据，即：发送方一更新数据，接收方立刻获取到新的数据，这样就要求接收端可以休眠（或阻塞）等待新数据。以上两个问题可以利用信号量（以下简称sem）来解决：使用两个信号量，一个用于互斥、一个用于唤醒通知。
引进信号量以后，又有一个新的问题：多个进程使用同一个key的sem，而一个sem的创建其实只需要一次初始化，引用sem时如何知道这个sem是否已经经过初始化了呢？我们知道，sem是信号量集，还可以再加一个信号
量，利用此信号量标志sem已经初始化了。
综上所述，基于shm通信，可利用3个semaphore，以下简称为：SEM_MUTEXT、SEM_BLOCKING、SEM_INITIAL。在内存开辟共享内存块，将该内存块地址映射各进程中，进程通过某种机制访问映射地址，即可读、写共享内存块。
2.2 PV操作过程
有了SEM_MUTEXT、SEM_BLOCKING、SEM_INITIAL，进程进行PV操作可通过以下步骤实现（假设shm的地址是shmdata_pointer）：
（1）对于P操作：
Step1：对SEM_MUTEXT做semop操作，动作为“-1”，以锁住资源，此时其他进程必须等待资源释放才能访问；Step2：将要写进的数据的长度datasize写到地址shmdata_pointer；
Step3：将有效数据写到shmdata_pointer+sizof(unsigned short)；
Step4：对SEM_MUTEXT做semop操作，动作为“+1”，以释放资源，此时其他进程可以访问资源；
Step5：对SEM_BLOCKING注意semop操作，动作为“-1”；之后立刻再做semop操作，动作为“+1”。这个步骤只对V操作阻塞等待模式才有效。
（2）对于V操作：
进程间通信 共享内存Step1：判断是否阻塞模式，是则对SEM_BLOCKING做semop操作，动作为“0”，如此等待P操作中对SEM_BLOCKING 的“-1”动作，当“-1”动作发生，V进程立刻被唤醒，程序立刻执行下去；而P进程立刻“+1”动作，相当于“开门”放行一个人之后立刻“关门”。（注意：此处科学性还不够，只能由一个V进程等待，不能确保多个V进程都能读到刚更新的数据，不过该思想是能够拓展到多个V进程的模式的。）
Step2：对SEM_MUTEXT做semop操作，动作为“-1”，以锁住资源，此时其他进程必须等待资源释放才能访问；Step3：读取地址shmdata_pointer为首地址，长度为sizeof(unsigned short)的内容，赋给datasize；
Step4：读取地址shmdata_pointer+sizeof(unsigned short)为首地址，长度为datasize的内容，即有效数据；
Step5：对SEM_MUTEXT做semop操作，动作为“+1”，以释放资源，此时其他进程可以访问资源。
对于信号量初始化的过程，难点在于判断信号量是否已经被初始化过，其过程如下：
Step1：获取sem标识符：semid = semget(key, 3, IPC_CREAT)。
Step2：判断SEM_INITIAL是否已经被标志：semctl(semid, SEM_INITIAL, GETVAL)。其返回值若等于SEM_INITIAL_VAL，则说明已经初始化过，否则进行下一步。
Step3：sem初始化，向SEM_MUTEXT、SEM_BLOCKING、SEM_INITIAL分别SETVAL为：1，1，SEM_INITIAL_VAL。
三.代码实现
3.1 _shm_.h 和_shm_.c
（2）_shm_.c

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