linux互斥信号量pthread_mutex的两个问题

本文探讨了pthreadmutex在Linux下的两个常见问题:超时时间基准问题及进程间互斥信号量的安全删除难题,并提出了解决思路。

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pthread mutex是glibc实现,在linux下实现互斥的信号量,可用于进程内或者进程间。

下面是使用上碰到的两个问题。


问题一、超时时间基准

pthread mutex超时采用的是系统时间(如windows右下角的时间),这个时间是会被修改的,如果使用者本来是想延迟等待一段时间的,刚好时间 被修改了,将导致超时时间不准。这个问题在代码从vxworks移植到linux下,很容易触发。因为vxworks的超时时间就是相对时间,是一种延时的概念,而不是定时的概念(linux)。

这个问题可通过使用条件变量进行延时解决。为什么条件变量可以选择时钟基准(系统时间还是单调递增时间),进行定时超时或者延时超时功能,而mutex不支持?


问题二、进程间互斥信号量退出问题

pthread mutex在初始化时可通过设置shared选项,这样,信号量就可以在进程间互斥。

但是,却没有一个安全删除(或者安全退出)的机制。

比如,进程P1与P2都需要访问共享资源S,P2有两个线程T1,T2,假设T2正在访问 S 的时候(使用mutex互斥),被T1抢过去运行了,不幸的是,T1线程代码有BUG,异常了,系统正常处理是整个进程P2都退出了。由于P2的线程T2还在访问共享资源S,这时候被退出将导致 S 的信息可能不准确,间接着影响了另外一个进程P1。

我期望的是可以设置进程间互斥信号量的属性,支持安全删除或者安全退出机制。还是上面的例子,在T1异常时,不是直接退出,而是等待T2访问后共享资源后才退出进程。

但目前看来glibc并没有实现类似机制。


#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <semaphore.h> #include <pthread.h> sem_t apple; sem_t orange; sem_t empty; pthread_mutex_t mutex; void *Dad() { int nextp = 0; int i = 0; for(i = 0; i < 10; ++i) { int time = rand() % 10 + 1; //随机使程序睡眠0点几秒 usleep(time*100000); sem_wait(&empty); pthread_mutex_lock(&mutex); if(nextp == 0) { printf("爸爸放入了一个苹果\n"); } else { printf("爸爸放入了一个桔子\n"); } fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex); //互斥锁解锁 if(nextp == 0) { sem_post(&apple); } else { sem_post(&orange); } nextp = 1 - nextp; } } void *Daughter() { while(1) { int time = rand() % 10 + 1; //随机使程序睡眠0点几秒 usleep(time * 100000); sem_wait(&apple); pthread_mutex_lock(&mutex); printf("女儿取了一个苹果\n") ; fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex); //互斥锁解锁 sem_post(&empty); } } void *Son() { while(1) { int time=rand()%10+1; usleep(time*10000); sem_wait(&orange); pthread_mutex_lock(&mutex); printf("儿子取了一个桔子\n") ; fflush(stdout); pthread_mutex_unlock(&mutex); sem_post(&empty); } //请添加儿子线程的函数代码 } int main() { sem_init(&empty, 0, 5); //信号量初始化 sem_init(&orange, 0, 0); sem_init(&apple, 0, 0); pthread_mutex_init(&mutex, NULL); //互斥锁初始化 pthread_t dadid; pthread_t daughterid; pthread_t sonid; pthread_create(&dadid, NULL, Dad, NULL); //创建爸爸线程 pthread_create(&daughterid, NULL, Daughter, NULL); //创建女儿线程 pthread_create(&sonid, NULL, Son, NULL); //创建儿子线程 pthread_join(daughterid, NULL); pthread_join(sonid, NULL); sem_destroy(&empty); //信号量的销毁 sem_destroy(&apple); sem_destroy(&orange); pthread_mutex_destroy(&mutex); //互斥锁的销毁 return 0; } 帮我注释每一条代码
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