UNIX: взаимодействие процессов

10 } shared;
11 void *incr(void *);

12 int
13 main(int argc, char **argv)
14 {
15 int i, nthreads;
16 char *pathname;
17 pthread_t tid[MAXNTHREADS];
18 if (argc != 4)
19 err_quit("usage: incr_fcntll <pathname> <#loops> <#threads>");
20 pathname = argv[1];
21 nloop = atoi(argv[2]);
22 nthreads = min(atoi(argv[3]), MAXNTHREADS);
23 /* создание файла и получение блокировки на запись */
24 shared.fd = Open(pathname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, FILE_MODE);
25 Writew_lock(shared.fd, 0, SEEK_SET, 0);
26 /* создание всех потоков */
27 Set_concurrency(nthreads);
28 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
29 Pthread_create(&tid[i], NULL, incr, NULL);
30 }
31 /* запуск таймера и снятие блокировки на запись */
32 Start_time;
33 Un_lock(shared.fd, 0, SEEK_SET, 0);
34 /* ожидание завершения всех потоков */
35 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
36 Pthread_join(tid[i], NULL);
37 }
38 printf("microseconds: %.0f usec\n", Stop_time);
39 if (shared.counter != nloop * nthreads)
40 printf("error: counter = %ld\n", shared.counter);
41 Unlink(pathname);
42 exit(0);
43 }

15-19 Полное имя создаваемого и используемого для блокировки файла принимается в качестве аргумента командной строки. Это позволяет измерять скорость работы для разных файловых систем. Можно ожидать, что программа будет работать гораздо медленнее при использовании NFS (если она вообще будет работать, то есть если сервер и клиент NFS поддерживают блокировку записей NFS).

А.6. Синхронизация процессов: программы

В программах предыдущего раздела счетчик использовался несколькими потоками одного процесса. При этом он представлял собой глобальную переменную. Теперь нам нужно изменить эти программы для измерения скорости синхронизации различных процессов.

Для разделения счетчика между родительским процессом и дочерними мы помещаем его в разделяемую память, выделяемую функцией my_shm, показанной в листинге А.31.

Листинг А.31. Выделение разделяемой памяти под родительский и дочерние процессы

//lib/my_shm.c
1 #include "unpipc.h"

2 void *
3 my_shm(size_t nbytes)
4 {
5 void *shared;
6 #if defined(MAP_ANON)
7 shared = mmap(NULL, nbytes, PROT_READ | PROT_WRITE,
8 MAP_ANON | MAP_SHARED, –1, 0);
9 #elif defined(HAVE_DEV_ZERO)
10 int fd;
11 /* отображение в память файла /dev/zero */
12 if ((fd = open("/dev/zero", O_RDWR)) == –1)
13 return(MAP_FAILED);
14 shared = mmap(NULL, nbytes, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
15 close(fd);
16 #else
17 # error cannot determine what type of anonymous shared memory to use
18 #endif
19 return(shared); /* ошибка отображения в память */
20 }

Если система поддерживает флаг MAP_ANON (раздел 12.4), мы используем этот тип разделяемой памяти. В противном случае используется отображение в память файла /dev/zero (раздел 12.5).

Последующие изменения зависят от средства синхронизации и от того, что происходит с лежащим в основе этого средства типом данных при вызове fork. Детали описаны в разделе 10.12.

■ Взаимное исключение Posix: должно храниться в разделяемой памяти (вместе со счетчиком) и инициализироваться с установленным атрибутом PTHREAD_ PROCESS_SHARED. Код программы будет приведен ниже.

■ Блокировка чтения-записи Posix: должна храниться в разделяемой памяти (вместе со счетчиком) и инициализироваться с установленным атрибутом PTHREAD_PROCESS_SHARED.

■ Семафоры Posix, размещаемые в памяти: семафор должен храниться в разделяемой памяти (вместе со счетчиком), и вторым аргументом при вызове sem_init должна быть единица (указывающая на то, что семафор используется несколькими процессами).

■ Именованные семафоры Posix: следует либо вызывать sem_open из родительского и дочерних процессов по отдельности, либо вызывать sem_open в родительском процессе, учитывая, что семафор станет общим после вызова fork.

■ Семафоры System V: никакого специального кодирования не требуется, поскольку эти семафоры всегда могут использоваться как процессами, так и потоками. Дочерним процессам достаточно знать идентификатор семафора.

■ Блокировка записей fcntl: изначально предназначена для использования несколькими процессами.

Мы приведем код только для программы с взаимными исключениями Posix.

Взаимные исключения Posix между процессами

Функция main первой программы использует взаимное исключение Posix для обеспечения синхронизации. Текст ее приведен в листинге А.32.

Листинг А.32. Функция main для измерения быстродействия взаимных исключений между процессами

//bench/incr_pmutex5.с
1 #include "unpipc.h"