咱们晓得,线程间同步有多种形式,比方:信号量、互斥量、读写锁,等等。那过程间如何实现同步呢?本文介绍两种形式:互斥量和文件锁。

互斥量mutex

咱们曾经晓得了互斥量能够用于在线程间同步,但实际上,互斥量也能够用于过程间的同步。为了达到这一目标,能够在pthread_mutex_init初始化之前,批改其属性为过程间共享。mutex的属性批改函数次要有以下几个:

次要利用函数:

pthread_mutexattr_t mattr 类型: 用于定义互斥量的属性
pthread_mutexattr_init函数:初始化一个mutex属性对象
pthread_mutexattr_destroy函数:销毁mutex属性对象 (而非销毁锁)
pthread_mutexattr_setpshared函数:批改mutex属性。

int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared);

咱们重点看第二个参数:pshared,它有以下两个取值:

线程锁:PTHREAD_PROCESS_PRIVATE (mutex的默认属性即为线程锁,过程间公有)

过程锁:PTHREAD_PROCESS_SHARED

要想实现过程间同步,须要将mutex的属性改为PTHREAD_PROCESS_SHARED

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <pthread.h>#include <sys/mman.h>#include <sys/wait.h>struct mt {    int num;    pthread_mutex_t mutex;    pthread_mutexattr_t mutexattr;};int main(void){    int i;    struct mt *mm;    pid_t pid;    mm = mmap(NULL, sizeof(*mm), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANON, -1, 0);    memset(mm, 0, sizeof(*mm));    pthread_mutexattr_init(&mm->mutexattr);                                  //初始化mutex属性对象    pthread_mutexattr_setpshared(&mm->mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);    //批改属性为过程间共享    pthread_mutex_init(&mm->mutex, &mm->mutexattr);                          //初始化一把mutex琐    pid = fork();    if (pid == 0) {        for (i = 0; i < 10; i++) {            sleep(1);            pthread_mutex_lock(&mm->mutex);            (mm->num)++;            pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);            printf("-child----------num++   %d\n", mm->num);        }    } else if (pid > 0) {        for ( i = 0; i < 10; i++) {            sleep(1);            pthread_mutex_lock(&mm->mutex);            mm->num += 2;            pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);            printf("-------parent---num+=2  %d\n", mm->num);        }        wait(NULL);    }    pthread_mutexattr_destroy(&mm->mutexattr);          //销毁mutex属性对象    pthread_mutex_destroy(&mm->mutex);                  //销毁mutex    munmap(mm,sizeof(*mm));                             //开释映射区    return 0;}

文件锁

顾名思义,就是通过文件实现锁机制。具体来讲,是通过借助 fcntl函数来实现锁机制。当操作文件的过程没有取得锁时,尽管能够关上文件,但无奈对文件执行执行read、write操作。

fcntl函数:

函数原型:
int fcntl(int fd, int cmd, ... / arg / );

函数作用:
获取、设置文件访问控制属性。

参数介绍:
参数cmd有以下取值:
F_SETLK (struct flock *)设置文件锁(trylock)
F_SETLKW (struct flock *) 设置文件锁(lock)W --> wait
F_GETLK (struct flock *)获取文件锁
数据类型flock原型如下:
struct flock {
...
short l_type; 锁的类型:F_RDLCK 、F_WRLCK 、F_UNLCK
short l_whence; 偏移地位:SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END
off_t l_start; 起始偏移:1000
off_t l_len; 长度:0示意整个文件加锁
pid_t l_pid; 持有该锁的过程ID:(F_GETLK only)
...
};

过程间文件锁示例

多个过程对加锁文件进行拜访:

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>void sys_err(char *str){    perror(str);    exit(1);}int main(int argc, char *argv[]){    int fd;    struct flock f_lock;    if (argc < 2) {        printf("./a.out filename\n");        exit(1);    }    if ((fd = open(argv[1], O_RDWR)) < 0)        sys_err("open");    f_lock.l_type = F_WRLCK;        /*选用写琐*///    f_lock.l_type = F_RDLCK;      /*选用读琐*/     f_lock.l_whence = SEEK_SET;    f_lock.l_start = 0;    f_lock.l_len = 0;               /* 0示意整个文件加锁 */    fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);    printf("get flock\n");    sleep(10);    f_lock.l_type = F_UNLCK;    fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);    printf("un flock\n");    close(fd);    return 0;}

文件锁相似于读写锁,仍然遵循“读共享、写独占”个性。然而,如果过程不加锁间接操作文件,仍然可拜访胜利,但数据势必会呈现凌乱。

既然文件锁可用利用在过程中,那在多线程中,能够应用文件锁吗?

答案是不行的。因为多线程间共享文件描述符,而给文件加锁,是通过批改文件描述符所指向的文件构造体中的成员变量来实现的。因而,多线程中无奈应用文件锁。

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