POSIX fait référence à l'interface portable du système d'exploitation, qui est une norme IEEE, développée pour faciliter la portabilité de différentes applications. POSIX est un effort pour créer une version standardisée commune d'UNIX grâce à une collaboration de fournisseurs. Cela faciliterait le portage des applications entre les plates-formes matérielles si elles sont efficaces. Hewlett-Packard intègre POSIX dans son système d'exploitation sous licence MPE/iX version 5.0 et HP/UXX version 10.0, respectivement (son UNIX).
La norme POSIX comporte bien plus de dix parties, cependant, deux sont facilement accessibles. POSIX.1 décrit les interfaces de programmation C (c'est-à-dire une bibliothèque d'appels système) pour les fichiers, les procédures et les terminaux d'E/S. La bibliothèque de packages C POSIX pour les plates-formes POSIX est un framework de la bibliothèque standard C. Celle-ci est établie en même temps que la norme ANSI C. Pour rendre POSIX conforme à la norme C, plusieurs tentatives ont été faites. POSIX fournit des fonctionnalités supplémentaires à celles implémentées dans la norme C.
Sémaphores POSIX
Un sémaphore est une structure de données souvent utilisée pour synchroniser les processus et assister les threads sans leur interaction les uns avec les autres pour fonctionner ensemble. L'interface des sémaphores est spécifiée par le standard POSIX. Il ne fait pas partie de Pthreads. Cependant, la plupart des UNIX qui prennent en charge les Pthreads fournissent même des sémaphores. Dans les frameworks de type Unix, comme Linux, les sémaphores sont fusionnés avec les files d'attente de messages et la mémoire commune sous les services de communication interprocessus (IPC). Les sémaphores V du framework plus anciens et les sémaphores POSIX modernes deviennent deux types de sémaphores. L'appel de sémaphore POSIX est tellement plus facile que les appels de sémaphore System V. Cependant, les sémaphores System V sont plus faciles à obtenir, en particulier sur les anciennes plates-formes de type Unix. Il est nécessaire de connecter des programmes utilisant des sémaphores POSIX à la bibliothèque Pthread. Nous allons jeter un œil aux sémaphores POSIX dans cet article.
Pourquoi les sémaphores POSIX ?
Il y a un gros problème autour des threads, qui est la condition de concurrence. C'est une circonstance dans laquelle deux fils cherchent à obtenir et à modifier la même information, la rendant ainsi conflictuelle. Pour éviter une condition de course, nous utilisons des sémaphores depuis très longtemps.
Les sémaphores sont disponibles en 2 sortes :
Sémaphore binaire :
Il est également reconnu comme un verrou mutex. Il n'aurait que deux valeurs possibles, 0 et 1. La valeur sera initialisée à 1. Elle est utilisée pour appliquer de nombreux processus afin de résoudre le problème de section grave.
Compter le sémaphore :
Sa taille peut varier dans un domaine non restreint. Il est utilisé pour avoir autorité sur l'accès à de nombreuses ressources d'instance.
Le framework Linux POSIX a son référentiel Semaphore intégré. Pour l'utiliser, il faut :
- Ajouter sémaphore.h
- Empilez le code en vous connectant avec -lpthread -lrt.
Presque toutes les méthodes et formes de sémaphore POSIX sont prototypées ou spécifiées dans 'Semaphore.h'. Nous utiliserons le sémaphore pour décrire une entité ou un objet comme :
>>sem_t sem_name;Voici différentes fonctions que nous utiliserions dans POSIX Semaphore.
Sem_init
Pour initialiser un sémaphore, vous devez utiliser la méthode sem_init. Dans cette fonction, sem correspond à un objet sémaphore initialisé. Pshared est une bannière ou un drapeau qui spécifie si le sémaphore peut être partagé avec une procédure forked() ou non. Les sémaphores partagés ne sont pas actuellement bloqués par LinuxThreads. La valeur de l'argument est la valeur de départ à laquelle le sémaphore est fixé.
>> entiersem_init(sem_t*sem, entierpartagé, non signé entiervaleur);Sem_wait
Nous utiliserons la méthode sem-wait pour maintenir/verrouiller un sémaphore ou le faire attendre. Si le sémaphore a reçu une valeur négative, alors le cycle d'appel sera automatiquement bloqué. Chaque fois qu'un autre thread appelle sem_post, l'un des processus déjà bloqués se réveille.
>> entiersem_wait(sem_t*sem);Sem_post
Nous utiliserons la méthode sem_post pour augmenter la valeur d'un sémaphore. Lors de l'appel, sem_post incrémentera la valeur et l'un des processus déjà obstrués ou en attente se réveille.
>> entiersem_post(sem_t*sem);Sem_getvalue
Si vous voulez connaître la valeur d'un sémaphore, vous devez utiliser la fonction ci-dessous sem_getvalue. Il obtiendra la valeur actuelle du sémaphore et sera placé dans la destination pointée par valp.
>>Int sem_getvalue(sem_t*sem, entier *chiot);Sem_destroy
Vous devriez utiliser la méthode sem_destroy si vous voulez détruire le sémaphore. Si la disparition du sémaphore doit se poursuivre, aucun thread n'attendra dans le sémaphore.
>>Int sem_destroy(sem_t*sem);Installer l'utilitaire GCC
Pour compiler le code POSIX Semaphore C, vous devez avoir l'utilitaire gcc installé sur votre système Linux. Pour cela, ouvrez votre terminal de commande et essayez la commande ci-dessous.
$sudo apt-get installer gcc 
Affirmez votre action en frappant ET .
Implémentation de POSIX Sémaphore avec programmation C dans Ubuntu
Au tout début, vous devez créer un nouveau fichier avec une extension .cpp sur le système Ubuntu 20.04. Pour cela, vous devez naviguer vers votre répertoire personnel et créer un nouveau fichier vide nommé new.cpp. Vous pouvez également le créer à l'aide de la commande tactile dans votre terminal de commande.
Vous pouvez voir que le nouveau fichier.cpp a été créé dans le répertoire de base.
Après la création du fichier .cpp, ouvrez-le en tant qu'éditeur de texte dans votre système Linux et écrivez le code ci-dessous dans ce fichier tel quel. Après cela, enregistrez-le et fermez-le.
Exécuter le programme POSIX Sémaphore C dans Ubuntu 20.04
Ouvrez votre terminal dans Ubuntu 20.04 et exécutez la commande gcc ci-dessous suivie du nom de fichier.
$gccnom de fichier.c –lpthread –lrt 
Il y a 2 threads formés, l'un est formé après 2 secondes d'intervalle. Après avoir reçu le boulon, le tout premier fil dort pendant 4 secondes. Ainsi, après son appel, le deuxième thread ne se joindra pas directement, et cela apparaîtra 4-2 = 2 secondes après son appel. Voici la sortie :
Si nous n'avions pas utilisé de sémaphore, selon le changement de contexte, le résultat aurait pu être le suivant :
Conclusion
Dans ce guide, un aperçu détaillé de l'utilisation de POSIXSemaphore avec la programmation C dans Ubuntu 20 a été donné. En utilisant simplement la bibliothèque POSIX ou Pthread dans certains codes C, le sémaphore POSIX peut être assez facilement utilisé pour empêcher les conditions de concurrence pendant le codage.