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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