面试题：C语言Linux信号处理函数参数传递的跨进程共享与同步

设计方案

共享内存设置：使用shmat函数将共享内存段连接到进程地址空间，获取共享内存地址。
信号处理函数：定义信号处理函数，在信号处理函数中接收共享内存地址参数。
数据一致性与同步性：利用semaphore（信号量）来保证共享内存访问的同步性。信号量用于控制对共享内存的访问，确保在同一时间只有一个进程能够访问共享内存，从而保证数据一致性。

核心代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <signal.h>
#include <semaphore.h>

#define SHM_SIZE 1024
sem_t *sem;

// 共享内存结构体
typedef struct {
    int data[100];
} SharedData;

// 信号处理函数
void signal_handler(int signum, siginfo_t *info, void *context) {
    sem_wait(sem);
    SharedData *shared_mem = (SharedData *)info->si_value.sival_ptr;
    // 处理共享内存数据
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        printf("Received data: %d\n", shared_mem->data[i]);
    }
    sem_post(sem);
}

int main() {
    key_t key = ftok(".", 'a');
    if (key == -1) {
        perror("ftok");
        return 1;
    }

    int shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget");
        return 1;
    }

    SharedData *shared_mem = (SharedData *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shared_mem == (void *)-1) {
        perror("shmat");
        return 1;
    }

    sem = sem_open("/semaphore", O_CREAT, 0666, 1);
    if (sem == SEM_FAILED) {
        perror("sem_open");
        return 1;
    }

    struct sigaction sa;
    sa.sa_sigaction = signal_handler;
    sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);

    if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction");
        return 1;
    }

    // 填充共享内存数据
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        shared_mem->data[i] = i;
    }

    union sigval sv;
    sv.sival_ptr = shared_mem;
    if (sigqueue(getppid(), SIGUSR1, sv) == -1) {
        perror("sigqueue");
        return 1;
    }

    // 等待信号处理完成
    sleep(1);

    if (shmdt(shared_mem) == -1) {
        perror("shmdt");
        return 1;
    }

    if (sem_close(sem) == -1) {
        perror("sem_close");
        return 1;
    }

    if (sem_unlink("/semaphore") == -1) {
        perror("sem_unlink");
        return 1;
    }

    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("shmctl");
        return 1;
    }

    return 0;
}

这段代码实现了以下功能：

创建共享内存并填充数据。
定义信号处理函数signal_handler，通过SA_SIGINFO标志在信号处理函数中传递共享内存地址。
使用信号量确保共享内存访问的同步性。
发送信号并等待信号处理完成，最后清理共享内存和信号量资源。

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面试题：C语言Linux信号处理函数参数传递的跨进程共享与同步

知识考点

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