进程间同步--互斥量和文件锁

来源：互联网发布：新西兰博士含金量知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/30 22:10

互斥量mutex

进程间也可以使用互斥锁，来达到同步的目的。但应在pthread_mutex_init初始化之前，修改其属性为进程间共享。mutex的属性修改函数主要有以下几个。

主要应用函数：

pthread_mutexattr_t mattr 类型：用于定义mutex锁的【属性】

pthread_mutexattr_init函数：初始化一个mutex属性对象

int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t*attr);

pthread_mutexattr_destroy函数：销毁mutex属性对象 (而非销毁锁)

int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t*attr);

pthread_mutexattr_setpshared函数：修改mutex属性。

intpthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared);

参2：pshared取值：

线程锁：PTHREAD_PROCESS_PRIVATE(mutex的默认属性即为线程锁，进程间私有)

进程锁：PTHREAD_PROCESS_SHARED

进程间mutex示例

进程间使用mutex来实现同步：

#include <fcntl.h>#include <pthread.h>#include <sys/mman.h>#include <sys/wait.h>struct mt {    int num;    pthread_mutex_t mutex;    pthread_mutexattr_t mutexattr;};int main(void){    int fd, i;    struct mt *mm;    pid_t pid;    fd = open("mt_test", O_CREAT | O_RDWR, 0777);    ftruncate(fd, sizeof(*mm));    mm = mmap(NULL, sizeof(*mm), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);    close(fd);    unlink("mt_test");    //mm = mmap(NULL, sizeof(*mm), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANON, -1, 0);    memset(mm, 0, sizeof(*mm));    pthread_mutexattr_init(&mm->mutexattr);                                  //初始化mutex属性对象    pthread_mutexattr_setpshared(&mm->mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);    //修改属性为进程间共享    pthread_mutex_init(&mm->mutex, &mm->mutexattr);                          //初始化一把mutex琐    pid = fork();    if (pid == 0) {        for (i = 0; i < 10; i++) {            pthread_mutex_lock(&mm->mutex);            (mm->num)++;            printf("-child----num++   %d\n", mm->num);            pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);            sleep(1);        }    } else if (pid > 0) {        for ( i = 0; i < 10; i++) {            sleep(1);            pthread_mutex_lock(&mm->mutex);            mm->num += 2;            printf("-parent---num+=2  %d\n", mm->num);            pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);        }        wait(NULL);    }    pthread_mutexattr_destroy(&mm->mutexattr);          //销毁mutex属性对象    pthread_mutex_destroy(&mm->mutex);                //销毁mutex    munmap(mm,sizeof(*mm));                          //释放映射区    return 0;}

文件锁

借助 fcntl函数来实现锁机制。操作文件的进程没有获得锁时，可以打开，但无法执行read、write操作。

fcntl函数：获取、设置文件访问控制属性。

        int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );参2：F_SETLK (struct flock *)设置文件锁（trylock）F_SETLKW (struct flock *) 设置文件锁（lock）W --> waitF_GETLK (struct flock *)获取文件锁参3：        struct flock {              ...              short l_type;    锁的类型：F_RDLCK 、F_WRLCK 、F_UNLCK              short l_whence;  偏移位置：SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END               off_t l_start;   起始偏移：1000              off_t l_len;     长度：0表示整个文件加锁              pid_t l_pid;     持有该锁的进程ID：(F_GETLK only)              ...         };

进程间文件锁示例

多个进程对加锁文件进行访问：

#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>void sys_err(char *str){    perror(str); exit(1);}int main(int argc, char *argv[]){    int fd;    struct flock f_lock;    if (argc < 2) {        printf("./a.out filename\n"); exit(1);    }    if ((fd = open(argv[1], O_RDWR)) < 0)        sys_err("open");    //f_lock.l_type = F_WRLCK;        /*选用写琐*/    f_lock.l_type = F_RDLCK;          /*选用读琐*/     f_lock.l_whence = SEEK_SET;    f_lock.l_start = 0;    f_lock.l_len = 0;               /* 0表示整个文件加锁 */    fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);    printf("get flock\n");    sleep(10);    f_lock.l_type = F_UNLCK;    fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);    printf("un flock\n");    close(fd); return 0;}

依然遵循“读共享、写独占”特性。但！如若进程不加锁直接操作文件，依然可访问成功，但数据势必会出现混乱。

多线程中，可以使用文件锁吗？

多线程间共享文件描述符，而给文件加锁，是通过修改文件描述符所指向的文件结构体中的成员变量来实现的。因此，多线程中无法使用文件锁。

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