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プロセス間で条件変数とミューテックスを共有する：ミューテックスは以前にロックする必要がありますか？

エクササイズを解決するためにCで条件変数を使用する方法を理解するには、少し助けが必要です。ここに小さな例があります：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define OKTOWRITE "/oktowrite"
#define MESSAGE "/message"
#define MUTEX "/lock"

int main(int argc, char** argv)
{
  pthread_cond_t* condition;
  pthread_mutex_t *mutex;
  char* message;
  int des_cond, des_msg, des_mutex;
  int mode = S_IRWXU | S_IRWXG;

  des_mutex = shm_open(MUTEX, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, mode);

  if (des_mutex < 0)
  {
    perror("failure on shm_open on des_mutex");
    exit(1);
  }

  if (ftruncate(des_mutex, sizeof(pthread_mutex_t)) == -1)
  {
    perror("Error on ftruncate to sizeof pthread_cond_t\n");
    exit(-1);
  }

  mutex = (pthread_mutex_t*) mmap(NULL, sizeof(pthread_mutex_t),
      PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, des_mutex, 0);

  if (mutex == MAP_FAILED )
  {
    perror("Error on mmap on mutex\n");
    exit(1);
  }

  pthread_mutex_init(mutex, NULL );

  des_cond = shm_open(OKTOWRITE, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, mode);

  if (des_cond < 0)
  {
    perror("failure on shm_open on des_cond");
    exit(1);
  }

  if (ftruncate(des_cond, sizeof(pthread_cond_t)) == -1)
  {
    perror("Error on ftruncate to sizeof pthread_cond_t\n");
    exit(-1);
  }

  condition = (pthread_cond_t*) mmap(NULL, sizeof(pthread_cond_t),
      PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, des_cond, 0);

  if (condition == MAP_FAILED )
  {
    perror("Error on mmap on condition\n");
    exit(1);
  }

  pthread_cond_init(condition, NULL );

  if (!fork())
  {
    sleep(3);
    pthread_mutex_lock(mutex);
    pthread_cond_signal(condition);
    pthread_mutex_unlock(mutex);
    printf("son signaled\n");
    exit(0);
  }
  else
  {
    printf("wait on condition\n");

    pthread_mutex_lock(mutex);
    pthread_cond_wait(condition, mutex);
    pthread_mutex_unlock(mutex);

    printf("Signaled by son process, wake up\n");

    pthread_mutex_destroy(mutex);
    pthread_cond_destroy(condition);

    shm_unlink(OKTOWRITE);
    shm_unlink(MESSAGE);
    shm_unlink(MUTEX);

    return 0;
  }
}

問題は、プロセスの父親が息子の合図の後でもロックされ続けることです。すべてが共有メモリ内にあるため（shm_openおよびmmapを使用）、状態は両方のプロセスで同じである必要があります。待機またはシグナルを呼び出す前にミューテックスをロックすることで間違いを犯しているのでしょうか？

編集：私を助けてくれたすべての人に感謝します。 CRITICAL部分がマークされた正しいコードは次のとおりです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define OKTOWRITE "/condwrite"
#define MESSAGE "/msg"
#define MUTEX "/mutex_lock"

int main(int argc, char** argv) {

pthread_cond_t* condition;
pthread_mutex_t* mutex;
char* message;
int des_cond, des_msg, des_mutex;
int mode = S_IRWXU | S_IRWXG;

des_mutex = shm_open(MUTEX, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, mode);

if (des_mutex < 0) {
    perror("failure on shm_open on des_mutex");
    exit(1);
}

if (ftruncate(des_mutex, sizeof(pthread_mutex_t)) == -1) {
    perror("Error on ftruncate to sizeof pthread_cond_t\n");
    exit(-1);
}

mutex = (pthread_mutex_t*) mmap(NULL, sizeof(pthread_mutex_t),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, des_mutex, 0);

if (mutex == MAP_FAILED ) {
    perror("Error on mmap on mutex\n");
    exit(1);
}

des_cond = shm_open(OKTOWRITE, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, mode);

if (des_cond < 0) {
    perror("failure on shm_open on des_cond");
    exit(1);
}

if (ftruncate(des_cond, sizeof(pthread_cond_t)) == -1) {
    perror("Error on ftruncate to sizeof pthread_cond_t\n");
    exit(-1);
}

condition = (pthread_cond_t*) mmap(NULL, sizeof(pthread_cond_t),
        PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, des_cond, 0);

if (condition == MAP_FAILED ) {
    perror("Error on mmap on condition\n");
    exit(1);
}


         /* HERE WE GO */
/**************************************/

    /* set mutex shared between processes */
pthread_mutexattr_t mutexAttr;
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexAttr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_mutex_init(mutex, &mutexAttr);

/* set condition shared between processes */
pthread_condattr_t condAttr;
pthread_condattr_setpshared(&condAttr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_cond_init(condition, &condAttr);

    /*************************************/

if (!fork()) {

    sleep(10);

    pthread_mutex_lock(mutex);
    pthread_cond_signal(condition);
    printf("son signaled\n");
    pthread_mutex_unlock(mutex);
    exit(0);
}

else {

    printf("father waits on condition\n");

     pthread_mutex_lock(mutex);
     pthread_cond_wait(condition, mutex);
     pthread_mutex_unlock(mutex);

     printf("Signaled by son process, wake up!!!!!!!!\n");

    pthread_condattr_destroy(&condAttr);
    pthread_mutexattr_destroy(&mutexAttr);
    pthread_mutex_destroy(mutex);
    pthread_cond_destroy(condition);

    shm_unlink(OKTOWRITE);
    shm_unlink(MESSAGE);
    shm_unlink(MUTEX);

}

return 0;

}
cpthreadsipcmutexcondition-variable
19
SagittariusA

プロセス間で共有できるようにするには、適切に初期化された属性を介してmutexを初期化する必要があります。 http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/pthread_mutexattr_setpshared.html

#include <pthread.h>

...

pthread_mutex_t * pmutex = NULL;
pthread_mutexattr_t attrmutex;

/* Initialise attribute to mutex. */
pthread_mutexattr_init(&attrmutex);
pthread_mutexattr_setpshared(&attrmutex, PTHREAD_PROCESS_SHARED);

/* Allocate memory to pmutex here. */

/* Initialise mutex. */
pthread_mutex_init(pmutex, &attrmutex);

/* Use the mutex. */

/* Clean up. */
pthread_mutex_destroy(pmutex);
pthread_mutexattr_destroy(&attrmutex);

（この例の読みやすさのために、エラーチェックは省略されています）

同じことがプロセス間で共有されるべき条件変数にも適用されます http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/pthread_condattr_setpshared.html

#include <pthread.h>

...

pthread_cond_t * pcond = NULL;
pthread_condattr_t attrcond;

/* Initialise attribute to condition. */
pthread_condattr_init(&attrcond);
pthread_condattr_setpshared(&attrcond, PTHREAD_PROCESS_SHARED);

/* Allocate memory to pcond here. */

/* Initialise condition. */
pthread_cond_init(pcond, &attrcond);

/* Use the condition. */

/* Clean up. */
pthread_cond_destroy(pcond);
pthread_condattr_destroy(&attrcond);

（この例の読みやすさのために、エラーチェックは省略されています）

この回答もご覧ください： https://stackoverflow.com/a/2390670/694576

25
alk

次のように、条件を待機する前に、whileステートメントを実行する必要があります。

pthread_mutex_lock(mutex);
while(!conditionSatisfied)
    pthread_cond_wait(condition, mutex);
pthread_mutex_unlock(mutex);

一方、シグナリングは次の方法で行う必要があります。

pthread_mutex_lock(mutex);
conditionSatisfied = true;
pthread_cond_signal(condition);
pthread_mutex_unlock(mutex);
7
HAL9000

はい、ミューテックスはpthread_cond_waitの前にロックする必要がありますが、pthread_cond_signalの場合はロックする必要はありません。コードを振り返ると、mutexが2回アンロックされることがわかります。これはエラーの兆候です...親が破棄したmutexで子がunlockを呼び出すことも可能です...

Btw Sleepingは、親が最初に実行することを保証しません。これを確認するには、条件変数が必要です...

4
UmNyobe