理解posix进程间信号量

Question

根据我的理解，一个信号量应该可以在相关进程中使用，而不需要将它放置在共享内存中。如果是这样的话，为什么以下代码会出现死锁呢？

#include <iostream>
#include <semaphore.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

static int MAX = 100;

int main(int argc, char* argv[]) {
  int retval;
  sem_t mutex;

  cout << sem_init(&mutex, 1, 0) << endl;

  pid_t pid = fork();

  if (0 == pid) {
    //     sem_wait(&mutex);
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < MAX; i++) {
      cout << i << ",";
    }
    cout << endl;
    sem_post(&mutex);

  } else if(pid > 0) {
    sem_wait(&mutex);
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < MAX; i++) {
      cout << i << ",";
    }
    cout << endl;
    //     sem_post(&mutex);
    wait(&retval);

  } else {
    cerr << "fork error" << endl;
    return 1;
  }

//   sem_destroy(&mutex);

  return 0;
}

当我在 Gentoo/Ubuntu Linux 上运行此代码时，父进程卡住了。显然，它没有接收到子进程的post。取消 sem_destroy 的注释也无济于事。我错过了什么吗？

更新1：这段代码可以正常工作。

mutex = (sem_t *) mmap(NULL, sizeof(sem_t), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED, 0, 0);
if (!mutex) {
  perror("out of memory\n");
  exit(1);
}

感谢您，Nilesh。

- Nilesh

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你能为使用的编程语言添加一个标签吗？我猜测是C或C++，但这会增加搜索的效率。 - Nick Heidke

Answer 1

在手册页面中的措辞有些模棱两可。

如果pshared不为零，则信号量在进程之间共享，且应该位于共享内存区域中。

由fork(2)创建的子进程继承其父进程的内存映射，因此它也可以访问信号量。

是的，但它仍然必须位于共享区域内。否则，内存只是使用通常的CoW进行复制，就这样了。

您可以通过以下至少两种方式解决此问题：

• 使用sem_open("my_sem", ...)
• 使用shm_open和mmap创建共享区域

- cnicutar

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谢谢您的回复！这是我尝试过但没有成功的代码... if ((mutex = sem_open("mysemaphore", O_CREAT, 0644, 0)) == SEM_FAILED) { cerr << "semaphore initilization error" << endl; return 1; } pid_t pid = fork(); if (0 == pid) { /* if ((mutex = sem_open("mysemaphore", 0, 0644, 0)) == SEM_FAILED) { cerr << "semaphore initilization error" << endl; return 1; } */ cout << "here1" << endl; sem_post(mutex); } else if(pid > 0) { sem_wait(mutex); cout << "here2" << endl; wait(&retval); } 输出结果： here2 here1 - Nilesh

糟糕！注释中的格式混乱了，不知道该如何修复。 - Nilesh

与其使用命名信号量，我建议使用匿名共享内存进行mmap，并在fork之前使用sem_init进行进程间共享。这样您就不必担心留下需要清理的命名资源。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@R..：是的。然而，这只能让你在相关进程之间使用它，或者你必须通过消息传递指向共享内存的指针。在问题的上下文中，您的评论是正确的，因为OP要求相关进程。另一方面，如果一个人旨在同步不相关的进程，那么命名资源可以在以后被重复使用。 - user1284631

Answer 2

一篇关于这个主题的优秀文章，供未来路过的人参考：

http://blog.superpat.com/2010/07/14/semaphores-on-linux-sem_init-vs-sem_open/

- user1284631