使用mutex同步多行程

下面程式的功能是，創建一片共享記憶體，讓父行程和子行程都往里面寫資料，但是要求，父行程或者子行程寫完后，另一個行程才能開始寫，所有就需要同步，

關鍵點

• mutex占用的記憶體空間必須是共享記憶體

• 必須把mutexaddr的屬性設定成PTHREAD_PROCESS_SHARED

• int** shmptr2占用的記憶體空間必須是共享記憶體，它保存第一片共享記憶體的指標，移動到哪里了，

  目的是，一個行程寫完共享記憶體后，另一個行程要知道它寫道哪里了，好接著寫，不然的話，就把上一個行程寫的內容給覆寫了，

所謂的共享記憶體

這片記憶體是在內核空間的，所以子行程不復制這片記憶體；如果不是共享記憶體，是父行程里的記憶體，那么子行程則復制它，

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>

int main()
{
  pid_t pid;
  int shmid;
  int* shmptr;
  int* tmp;

  int err;
  pthread_mutexattr_t mattr;
  //創建mutex的屬性
  if((err = pthread_mutexattr_init(&mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex addr init error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //讓mutex可以同步多個行程
  //mutex的默認屬性是同步執行緒的，所有必須要有此行代碼
  if((err = pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED)) < 0)
  {
    printf("mutex addr get shared error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //注意：這里是個大坑，這里的mutex必須是用共享記憶體的方式創建，目的是父行程和子行程可以共用此mutex，
  //否則，父行程的mutex就是父行程的，子行程的mutex就是子行程的，不能達到同步的作用，
  pthread_mutex_t* m;
  int mid = shmget(IPC_PRIVATE, sizeof(pthread_mutex_t), 0600);
  m = (pthread_mutex_t*)shmat(mid, NULL, 0);

  //使用mutex的屬性，創建mutex
  if((err = pthread_mutex_init(m, &mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex mutex init error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //創建一個共享記憶體區域，讓父行程和子行程往里寫資料，
  if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1000, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget error");
    exit(1);
  }

  //取得指向共享記憶體的指標
  if((shmptr = shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat error");
    exit(1);
  }

  tmp = shmptr;

  //創建一個共享記憶體，保存上面共享記憶體的指標
  int shmid2;
  int** shmptr2;
  if((shmid2 = shmget(IPC_PRIVATE, 20, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget2 error");
    exit(1);
  }
    
  //取得指向共享記憶體的指標
  if((shmptr2 = shmat(shmid2, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat2 error");
    exit(1);
  }
  //讓shmptr2指向共享記憶體id為shmid的首地址，
  *shmptr2 = shmptr;

  if((pid = fork()) < 0)
  {
    perror("fork error");
    exit(1);
  }
  else if(pid == 0)
  {

    //從此處開始給mutex加鎖，如果加鎖成功，則此期間，父行程無法取得鎖
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 0; i < 30; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }

    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    exit(0);

  }
  else
  {
    //從此處開始給mutex加鎖，如果加鎖成功，則此期間，子行程無法取得鎖
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 10; i < 42; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }
    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
  }

  //銷毀子行程
  wait(NULL);

  //查看共享記憶體的值
  for(int i = 0; i < 70; ++i)
  {
    printf("%d ", tmp[i]);
  }

  printf("\n");

  //銷毀mutex的屬性
  pthread_mutexattr_destroy(&mattr);
  //銷毀mutex
  pthread_mutex_destroy(m);

  exit(0);
}

標籤：C

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