趣谈 Linux 操作系统
刘超
前网易杭州研究院云计算技术部首席架构师
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趣谈 Linux 操作系统
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40 | IPC(上):不同项目组之间抢资源,如何协调?

我们前面讲了,如果项目组之间需要紧密合作,那就需要共享内存,这样就像把两个项目组放在一个会议室一起沟通,会非常高效。这一节,我们就来详细讲讲这个进程之间共享内存的机制。
有了这个机制,两个进程可以像访问自己内存中的变量一样,访问共享内存的变量。但是同时问题也来了,当两个进程共享内存了,就会存在同时读写的问题,就需要对于共享的内存进行保护,就需要信号量这样的同步协调机制。这些也都是我们这节需要探讨的问题。下面我们就一一来看。
共享内存和信号量也是 System V 系列的进程间通信机制,所以很多地方和我们讲过的消息队列有点儿像。为了将共享内存和信号量结合起来使用,我这里定义了一个 share.h 头文件,里面放了一些共享内存和信号量在每个进程都需要的函数。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/sem.h>
#include <string.h>
#define MAX_NUM 128
struct shm_data {
int data[MAX_NUM];
int datalength;
};
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf;
unsigned short int *array;
struct seminfo *__buf;
};
int get_shmid(){
int shmid;
key_t key;
if((key = ftok("/root/sharememory/sharememorykey", 1024)) < 0){
perror("ftok error");
return -1;
}
shmid = shmget(key, sizeof(struct shm_data), IPC_CREAT|0777);
return shmid;
}
int get_semaphoreid(){
int semid;
key_t key;
if((key = ftok("/root/sharememory/semaphorekey", 1024)) < 0){
perror("ftok error");
return -1;
}
semid = semget(key, 1, IPC_CREAT|0777);
return semid;
}
int semaphore_init (int semid) {
union semun argument;
unsigned short values[1];
values[0] = 1;
argument.array = values;
return semctl (semid, 0, SETALL, argument);
}
int semaphore_p (int semid) {
struct sembuf operations[1];
operations[0].sem_num = 0;
operations[0].sem_op = -1;
operations[0].sem_flg = SEM_UNDO;
return semop (semid, operations, 1);
}
int semaphore_v (int semid) {
struct sembuf operations[1];
operations[0].sem_num = 0;
operations[0].sem_op = 1;
operations[0].sem_flg = SEM_UNDO;
return semop (semid, operations, 1);
}

共享内存

我们先来看里面对于共享内存的操作。
首先,创建之前,我们要有一个 key 来唯一标识这个共享内存。这个 key 可以根据文件系统上的一个文件的 inode 随机生成。
然后,我们需要创建一个共享内存,就像创建一个消息队列差不多,都是使用 xxxget 来创建。其中,创建共享内存使用的是下面这个函数:
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflag);
其中,key 就是前面生成的那个 key,shmflag 如果为 IPC_CREAT,就表示新创建,还可以指定读写权限 0777。
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全部留言(13)

  • 最新
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  • Amark
    请教一个问题,CPU调度是以进程为单位的吗,还是以线程?

    作者回复: 以task,在内核里面,进程和线程都是task

    15
  • 莫名
    System V IPC具有很好的移植性,但缺点也比较明显,不能接口自成一套,难以使用现有的fd操作函数。建议对比讲一下比较流行的POSIX IPC。

    作者回复: 赞

    11
  • nightmare
    信号量大于1的情况,可以让进程不操作共享变量,比如操作不同的变量,比如对一批数据做操作,然后做完之后给消费端读取

    作者回复: 是的

    4
  • 许童童
    信号量大于 1 的情况下,应该如何使用? 可以让多个进程同时访问一个共享内存。

    作者回复: 这个不行,大于1的时候,不能排他,但是可以控制资源

    2
    1
  • Jason
    老师好,ftok提示我的机器里没有“/root/sharememory/semaphorekey”这个文件,我随便新建一个文件可以吗?

    作者回复: 是的,创建一个就行

    2
  • trllllllll
    老师,share.h 里面 include 了两次 ipc.h。

    作者回复: 谢谢指正

  • Amark
    如果线程是掉用的到基本单位,那么进程的共享资源呢?

    作者回复: 内存,变量,文件,都是共享的呀

  • 山村里有风
    信号量大于1,可以用于限流。如线程或进程的个数,访问请求的个数等。
    2
  • Tianz
    超哥,现在是不是推荐使用 POSIX 系列的 IPC 呢?
    2
  • 艾瑞克小霸王
    信号量和锁的区别就是 信号量可以控制资源数量(>1), 而锁是 互斥排他的?
    1
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