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进程间通信：信号量、消息协议与网络通信解析

1. 信号量与共享数据的使用

1.1 共享数据的风险

在处理共享数据时，存在一定的风险。以银行账户管理为例，若父进程创建两个子进程，一个负责存款，另一个负责取款，当两个交易几乎同时到达时，就可能出现问题。例如，取款进程从共享内存获取余额，减去取款金额后，被存款进程中断。存款进程获取相同的余额，加上存款金额并放回共享内存，之后取款进程继续处理，将其重新计算的余额覆盖了存款进程设置的值，导致存款交易丢失。

1.2 信号量的概念

信号量并非阻止其他进程修改共享数据，就像红灯不能绝对阻止车辆进入十字路口一样，它是一种约定机制。每个信号量与一个共享资源间接关联，操作系统只关心信号量是否被设置。若尝试设置未设置的信号量，操作系统会进行设置；若尝试设置已设置的信号量，进程将等待，直到最后一个设置它的进程清除它。

1.3 银行交易示例的解决方案

为避免银行交易示例中的问题，存款和取款进程在从共享内存获取余额之前都必须设置信号量，在重新计算的余额放回后清除信号量。以下是示例代码：

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/sem.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> main(void) /* ** Listing3.5.c - simultaneous handling of