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多进程使用pthread mutex

dutor发表于 2012-06-10 06:54:02

　　pthread的mutex通常用在多线程的同步当中，至于多进程的同步，一直以为只能使用记录锁和信号量，而这两种机制都需要内核的支持，属于“重量级”部件。也曾经在多进程同步中使用pthread mutex，但前提有两个：mutex能为多个进程所见，使mutex对象驻留在共享内存中；mutex本身不额外使用进程本地的内存，如堆内存。第一个前提容易满足，对于第二个，GCC的pthread实现也满足。但我一直没有注意到的是，pthread mutex标准本身对多进程提供了“可选”支持，只要实现支持、初始化mutex时pthread_mutexattr_t的pshared成员置为PTHREAD_PROCESS_SHARED即可。
　　pshared默认为PTHREAD_PROCESS_PRIVATE，即仅支持单进程。如果mutex驻留于共享内存，但pshared为PTHREAD_PROCESS_PRIVATE，此时多进程操作该mutex的行为是未定义的。这两天在写一个多进程可访问的库时就出现了这种“未定义”的行为，花费了一个多工作日才找到原因。
　　多进程使用mutex需要的基本操作如下：

#include <pthread.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
pthread_mutex_t *mtx = NULL;
int main() {
  //~ reside mutex in shm
  mtx = (pthread_mutex_t*)mmap(NULL, sizeof(pthread_mutex_t), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANON, -1, 0);
  if (mtx == MAP_FAILED) {
    perror("mmap");
    exit(1);
  }
  pthread_mutexattr_t attr;
  pthread_mutexattr_init(&attr); //~necessary, or weird EINVAL error occurs when operating on the mutex
  pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
  pthread_mutex_init(mtx, &attr);
  //~ here the fork
  pid_t pid = fork();
  if (pid < 0) {
    perror("fork");
    exit(1);
  } else if (pid > 0) {
    //~ parent
    //~ lock lock lock
  } else {
    //~ child
    //~ lock lock lock
  }
  return 0;
}

　　Linux环境下，可能需要码农们有更强的主动性。很多基础构件和第三方程序的描述文档和相关讯息不会“主动”找到你，尤其是那些不那么常用的特性，更不要说那些没有详细文档的了，很多时候需要你去扒拉他们的实现代码。但这也是开源魅力所在了，对于一个欲追求卓越的码农来说，代码就是莫大的恩赐了。Read the Fucking Manual, or Read the Fucking Code, beyond the code, nothing left.