进程间通信如何加锁


进程间通信有一种[共享内存]方式,大家有没有想过,这种通信方式中如何解决数据竞争问题?我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间linux常用命令数据竞争问题,貌似没有看到过它用在进程中,那怎么办?

数据分析于进程间的通信方式估计大多数人都知道,这也是常见的面试八股文之一。

个人认为这种面试题没什么意义,无非就是答几个关键词而已,更深入的可能面试官和面试者都不太了解。

关于进程间通信方式和优缺点我include读音之前在【这篇文章】中有过includestdioh是什么意思介绍,感兴趣进程间通信的可以移步去看哈。

进程间通信有一种[共享内存]方式,大家有没有想过,这种通信方式中如何解决数据竞争问题?

我们可能自然而然的就会想到用锁。但我们平时使用的锁都是用于解决线程间数据竞争问题,貌似没有看到过它用在进程中,那怎么办?

我找到了两种方法,信号量和互斥锁。

直接给大家贴代include读音码吧,首先是信号量方式:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

constexpr int kMappingSize = 4096;

void sem() {
const char* mapname = "/mapname";
int mapfd = shm_open(mapname, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);

MEOW_DEFER {
if (mapfd > 0) {
close(mapfd);
mapfd = 0;
}
shm_unlink(mapname);
};

if (mapfd == -1) {
perror("shm_open failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

if (ftruncate(mapfd, kMappingSize) == -1) {
perror("ftruncate failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

void* sp = mmap(nullptr, kMappiinclude什么意思ngSize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mapfd, 0);
if (!sp) {
perror("mmap failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

sem_t* mutex = (sem_t*)sp;

if (sem_init(mutex, 1, 1) != 0) {
perror("sem_init failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

MEOW_DEFER { sem_destroy(mutex); };

int* num = (int*)((char*)sp + sizeof(sem_t));
int cid, proc_count = 0, max_proc_count = 8;
for (int i = 0; i < max_proc_count; ++i) {
cid = fork();
if (cid == -1) {
perror("fork failed \n");
continue;
}
if (cid == 0) {
sem_wait(mutex);
(*num)++;
printf("process %d : %d \n", getpid(), *num);
sem_post(mutex);

if (munmap(sp, kMappingSize) == -1) {
perror("munmap failed\n");
}
close(mapfd);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
++proc_count;
}

int stat;
while (proc_count--) {
cid = wait(&stat);
if (cid == -1) {
perror("wait failed \n");
break;
}
}

printf("ok \n");
}

代码中的MEOW_DEFER我在之前的RAII相关文章中介绍过,它内部的函数会在生命周期结束后触发。它的核心函数其实数据就是下面这四个:

int sem_init(sem_t *sem,int pshared,unsigned int value);
int sem_post(sem_t *sem);
int sem_wait(sem_t *sem);
int sem_destroy(sem_t *sem);

具体含义大家应该看名字就知道,这里的重点就是sem_iniincludestdioh是什么意思t中的pshared参数,该参数为1表示可在进程间共享,为0表示只在进程内部共享。

第二种方式是使用锁,即pthrealinux删除文件命令d_mutex_t,可是pthread_linux是什么操作系统mutex不是用作线程间数据竞争的吗linux必学的60个命令,怎么能用在进程间呢?

我也是最进程间通信的方式近才知道,可以给它配置一个属性,示例代码如下:

pthread_mutex_t* mutex;
pthread_mutexattr_t mutexattr;

pthread_mutexattr_init(&mutexattr);
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_mutex_init(mutex, &mutexattr);

它的默认属性是进程内私有,但是如果给它配置成PTHREAD_Plinux重启命令ROCESS_SHARED,它就可以用在进程间通信中。

完整代码如下:

void func() {
const char* mapname = "/mapname";
int mapfd = shm_open(mapname, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);

MEOW_DEFER {
if (mapfd > 0) {
close(mapfd);
mapfd = 0;
}
shm_unlink(mapname);
};

if (mapfd == -1) {
perror("shm_open failed \n");
exitinclude什么意思(EXIT_FAILURE);
}

if (ftruncate(mapfd, kMappingSize) == -1) {
perror("ftruncate failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

void* sp = mmap(nullptr, kMappingSize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mapfd, 0);
if (!sp) {
perror("mmap failed \n");
exit(EXIT_FAILURE);
}

pthread_mutex_t* mutex = (pthread_mutex_t*)sp;
pthread_mutexattr_t mutexattr;

pthread_mutexattr_init(&mutexattr);
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_mutex_init(mutex, &mutexattr);

MEOW_DEFER {
pthread_mutexattr_destroy(&mutexattr);
pthread_mutex_destroy(mutex);
};

int* num = (int*)((char*)sp + sizeof(pthread_mutex_t));
int cid, proc_count = 0, max_proc_count = 8;
for (int i = 0; i < max_proc_count; ++i) {
cid = fork();
if (cid == -1) {
perror("fork failed \n");
continue;
}
if (cid == 0) {
pthread_mutex_lock(mutex);
(*num)++;
printf("process %d : %d \n", getpid(), *num);
pthread_mutex_unlock(mutex);

if (munmap(sp, kMappingSize) == -1) {
perror("munmap failed\n");
}
close(mapfd);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
++proc_count;
}

int stat;
while (proc_count--) {
cid = wait(&stat);
if (cid == -1) {
perror("wait failed \n");
break;
}
}

printf("ok \n");
}

我想这linux必学的60个命令两种方式应该可以满足include翻译我们日常开发过程中的大多数需求。

锁的方式介绍完之后,可能很多朋友自然就会include用法想到原子变量,这块我也搜索了linux必学的60个命令一下。但是也不太确定C++标准中的atomic是否在进程间通信中有作用,不过看样子boost中的atomic数据漫游是可以用在进程间通信中的。

其实在研究这个问题的过程中,还找到了一些很多解决办法,包括:

    Disabling InterruptsLock VariablesStrictlinux常用命令 AlternationPeterson's Solu进程间通信的方式tionThe TSL InstructionSleep and WakeupSemaphoresMutexesMonitorsMessage PassingBarriers

这里就include的介词不过多介绍啦,大家感兴趣的可以自行查阅资料哈。

本文地址:​​https://www.linuxprobe.com/how-to-lock-process-communication.htmlinclude读音​​