進程間通信有一種[共享內(nèi)存]方式，大家有沒有想過，這種通信方式中如何解決數(shù)據(jù)競爭問題？我們可能自然而然的就會想到用鎖。但我們平時使用的鎖都是用于解決線程間數(shù)據(jù)競爭問題，貌似沒有看到過它用在進程中，那怎么辦？
?關(guān)于進程間的通信方式估計大多數(shù)人都知道，這也是常見的面試八股文之一。
個人認為這種面試題沒什么意義，無非就是答幾個關(guān)鍵詞而已，更深入的可能面試官和面試者都不太了解。
關(guān)于進程間通信方式我之前在這前的文章中有過介紹，感興趣的可以移步去看哈。
進程間通信有一種[共享內(nèi)存]方式，大家有沒有想過，這種通信方式中如何解決數(shù)據(jù)競爭問題?
我們可能自然而然的就會想到用鎖。但我們平時使用的鎖都是用于解決線程間數(shù)據(jù)競爭問題，貌似沒有看到過它用在進程中，那怎么辦?
我找到了兩種方法，信號量和互斥鎖。
直接給大家貼代碼吧，首先是信號量方式：
#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, kMappingSize, 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");
}代碼中的MEOW_DEFER，它內(nèi)部的函數(shù)會在生命周期結(jié)束后觸發(fā)。它的核心函數(shù)其實就是下面這四個：
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);具體含義大家應(yīng)該看名字就知道，這里的重點就是sem_init中的pshared參數(shù)，該參數(shù)為1表示可在進程間共享，為0表示只在進程內(nèi)部共享。
第二種方式是使用鎖，即pthread_mutex_t，可是pthread_mutex不是用作線程間數(shù)據(jù)競爭的嗎，怎么能用在進程間呢?
可以給它配置一個屬性，示例代碼如下：
pthread_mutex_t* mutex;
pthread_mutexattr_t mutexattr;
pthread_mutexattr_init(&mutexattr);
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_mutex_init(mutex, &mutexattr);它的默認屬性是進程內(nèi)私有，但是如果給它配置成PTHREAD_PROCESS_SHARED，它就可以用在進程間通信中。
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完整代碼如下：
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");
exit(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");
}我想這兩種方式應(yīng)該可以滿足我們?nèi)粘ｉ_發(fā)過程中的大多數(shù)需求。
鎖的方式介紹完之后，可能很多朋友自然就會想到原子變量，這塊我也搜索了一下。但是也不太確定C++標(biāo)準(zhǔn)中的atomic是否在進程間通信中有作用，不過看樣子boost中的atomic是可以用在進程間通信中的。
其實在研究這個問題的過程中，還找到了一些很多解決辦法，包括：
Disabling Interrupts
Lock Variables
Strict Alternation
Peterson's Solution
The TSL Instruction
Sleep and Wakeup
Semaphores
Mutexes
Monitors
Message Passing
Barriers文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-431947.html
這里就不過多介紹啦，大家感興趣的可以自行查閱資料哈。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-431947.html
到了這里，關(guān)于linux|進程間通信如何加鎖的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
