使用mutex同步多進程

下面程序的功能是，建立一片共享內存，讓父進程和子進程都往裏面寫數據，可是要求，父進程或者子進程寫完後，另外一個進程才能開始寫，全部就須要同步。

關鍵點

• mutex佔用的內存空間必須是共享內存

• 必須把mutexaddr的屬性設置成PTHREAD_PROCESS_SHARED

• int** shmptr2佔用的內存空間必須是共享內存。它保存第一片共享內存的指針，移動到哪裏了。

  目的是，一個進程寫完共享內存後，另外一個進程要知道它寫道哪裏了，好接着寫，否則的話，就把上一個進程寫的內容給覆蓋了。

所謂的共享內存

這片內存是在內核空間的，因此子進程不復制這片內存；若是不是共享內存，是父進程裏的內存，那麼子進程則複製它。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>

int main()
{
  pid_t pid;
  int shmid;
  int* shmptr;
  int* tmp;

  int err;
  pthread_mutexattr_t mattr;
  //建立mutex的屬性
  if((err = pthread_mutexattr_init(&mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex addr init error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //讓mutex能夠同步多個進程
  //mutex的默認屬性是同步線程的，全部必需要有此行代碼
  if((err = pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED)) < 0)
  {
    printf("mutex addr get shared error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //注意：這裏是個大坑，這裏的mutex必須是用共享內存的方式建立，目的是父進程和子進程能夠共用此mutex。
  //不然，父進程的mutex就是父進程的，子進程的mutex就是子進程的，不能達到同步的做用。
  pthread_mutex_t* m;
  int mid = shmget(IPC_PRIVATE, sizeof(pthread_mutex_t), 0600);
  m = (pthread_mutex_t*)shmat(mid, NULL, 0);

  //使用mutex的屬性，建立mutex
  if((err = pthread_mutex_init(m, &mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex mutex init error:%s\n", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //建立一個共享內存區域，讓父進程和子進程往裏寫數據。
  if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1000, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget error");
    exit(1);
  }

  //取得指向共享內存的指針
  if((shmptr = shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat error");
    exit(1);
  }

  tmp = shmptr;

  //建立一個共享內存，保存上面共享內存的指針
  int shmid2;
  int** shmptr2;
  if((shmid2 = shmget(IPC_PRIVATE, 20, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget2 error");
    exit(1);
  }
    
  //取得指向共享內存的指針
  if((shmptr2 = shmat(shmid2, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat2 error");
    exit(1);
  }
  //讓shmptr2指向共享內存id爲shmid的首地址。
  *shmptr2 = shmptr;

  if((pid = fork()) < 0)
  {
    perror("fork error");
    exit(1);
  }
  else if(pid == 0)
  {

    //今後處開始給mutex加鎖，若是加鎖成功，則此期間，父進程沒法取得鎖
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 0; i < 30; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }

    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    exit(0);

  }
  else
  {
    //今後處開始給mutex加鎖，若是加鎖成功，則此期間，子進程沒法取得鎖
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 10; i < 42; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }
    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s\n", strerror(err));
      exit(1);
    }
  }

  //銷燬子進程
  wait(NULL);

  //查看共享內存的值
  for(int i = 0; i < 70; ++i)
  {
    printf("%d ", tmp[i]);
  }

  printf("\n");

  //銷燬mutex的屬性
  pthread_mutexattr_destroy(&mattr);
  //銷燬mutex
  pthread_mutex_destroy(m);

  exit(0);
}

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