UNIX: взаимодействие процессов
вернуться

Стивенс Уильям Ричард
Шрифт:

…

parent: 19999 последняя строка вывода

solaris % od –D /tmp/temp.1

0000000 0000020000

0000004

Поскольку использовалось отображение файла в память, мы можем взглянуть на его содержимое с помощью программы od и увидеть, что окончательное значение счетчика (20000) действительно было сохранено в файле.

На рис. 12.6 изображена схема, отличающаяся от рис. 12.4. Здесь используется разделяемая память и показано, что семафор также используется совместно. Семафор мы изобразили размещенным в ядре, но для семафоров Posix это не обязательно. В зависимости от реализации семафор может обладать различной живучестью, но она должна быть по крайней мере не меньше живучести ядра. Семафор может быть реализован также через отображение файла в память, что мы продемонстрировали в разделе 10.15. 

Рис. 12.6. Родительский и дочерний процессы используют разделяемую память и общий семафор 

Мы показали, что у родительского и дочернего процессов имеются собственные копии указателя ptr, но обе копии указывают на одну и ту же область памяти — счетчик, увеличиваемый обоими процессами.

Изменим программу в листинге 12.2 так, чтобы использовались семафоры Posix, размещаемые в памяти (вместо именованных). Разместим такой семафор в разделяемой области памяти. Новая программа приведена в листинге 12.3.

Листинг 12.3. Счетчик и семафор размещены в разделяемой памяти

//shm/incr3.c

1 #include "unpipc.h"

2 struct shared {

3 sem_t mutex; /* взаимное исключение: семафор, размещаемый в памяти */

4 int count; /* и счетчик */

5 } shared;

6 int

7 main(int argc, char **argv)

8 {

9 int fd, i, nloop;

10 struct shared *ptr;

11 if (argc != 3)

12 err_quit("usage: incr3 <pathname> <#loops>");

13 nloop = atoi(argv[2]);

14 /* открываем файл, инициализируем нулем, отображаем в память */

15 fd = Open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, FILE_MODE);

16 Write(fd, &shared, sizeof(struct shared));

17 ptr = Mmap(NULL, sizeof(struct shared), PROT_READ | PROT_WRITE,

18 MAP_SHARED, fd, 0);

19 Close(fd);

20 /* инициализация семафора, совместно используемого процессами */

21 Sem_init(&ptr->mutex, 1, 1);

22 setbuf(stdout, NULL); /* stdout не буферизуется */

23 if (Fork == 0) { /* дочерний процесс */

24 for (i = 0; i < nloop; i++) {

25 Sem_wait(&ptr->mutex);

26 printf("child: %d\n", ptr->count++);

27 Sem_post(&ptr->mutex);

28 }

29 exit(0);

30 }

31 /* родительский процесс */

32 for (i = 0; i < nloop; i++) {

33 Sem_wait(&ptr->mutex);

34 printf("parent: %d\n", ptr->count++);

35 Sem_post(&ptr->mutex);

36 }

37 exit(0);

38 }
 

Определение структуры, хранящейся в разделяемой памяти

2-5 Помещаем целочисленный счетчик и семафор, защищающий его, в одну структуру. Эта структура будет храниться в разделяемой памяти.

Отображаем в память

14-19 Создается файл для отображения в память, который инициализируется структурой с нулевым значением обоих полей. При этом инициализируется только счетчик, поскольку семафор будет инициализирован позднее вызовом sem_init. Тем не менее проще инициализировать всю структуру нулями, чем только одно целочисленное поле.

Инициализация семафора

20-21 Используем семафор, размещаемый в памяти, вместо именованного. Для его инициализации единицей вызываем sem_init. Второй аргумент должен быть ненулевым, чтобы семафор мог совместно использоваться несколькими процессами.

На рис. 12.7 изображена модификация рис. 12.6, где семафор переместился из ядра в разделяемую память. 

Рис. 12.7. И семафор, и счетчик теперь хранятся в разделяемой памяти