无信号量的共享内存访问

Question

在linux中使用共享内存api，如果我有一次写入（由A进程）并且只有一次读取（由B进程），我还需要信号量吗？？ 有没有例子可以说明，在没有信号量的情况下使用共享内存会在linux中陷入死锁状态。

Answer 1

你的问题有点奇怪。首先，您不需要使用信号量，因为还有其他同步方法。

其次，不使用信号量通常不会导致死锁（除非您出于某种原因使用信号量保护锁或其他同步方法）。使用同步方法往往会导致死锁，而不是不使用同步方法。

但是，当作者和读者争夺同一资源时，您可以拥有所谓的 竞争条件

现在，针对一位作者和一位读者的问题：这可以使用互斥体而不是信号量或任何其他数量的同步方法来完成。或者，如果您可以保证 B 进程的写入是原子的（即，如果中断，它们不会使共享内存处于不一致状态），则不需要同步。后一种情况不太可能发生，除非可以通过单个指令更新共享内存（有时甚至这还不够）。您最好采取安全路线并以某种方式锁定对共享内存的访问。

Answer 2

如果没有信号量（或者更一般地说是 MUTEX），就不会出现死锁。然而，可能发生的情况是数据不一致/不连贯。

例如，如果在共享内存位置中找到的对象类型是表示文本字符串的字符数组。一个线程可能开始修改该字符串，而另一个线程读取该字符串一次，并收到一条奇怪的消息。

For example:
Original text
    "The British are coming!"
Thread 1 start changing to "Warn all patriots!" but only gets to write the 
first 8 characters.  Then...
Thread 2 reads
    "Warn allish are coming!

编辑：请参阅 Falaina 的响应，该响应通常与此相呼应，并提供了相关概念的指针和定义：竞争条件、原子性、互斥......

Answer 3

只有一个进程写入时，您将无法陷入死锁。

然而，读者必须能够在阅读时处理部分写入的数据。这很可能是不可能的。

另外，当您说一个在写，一个在读时，您真的指的是只读吗？如果您指的是管道，其中一个进程将内容放入管道，另一个进程从管道中删除内容，那么实际上两个进程都在写入共享内存。

Answer 4

当您访问共享内存时（除非您只读取），您需要防止并发写入或写入期间读取。正确的方法是使用信号量。

您可以使用此 ScopedLock 类作为您的锁机制，只有一个进程可以同时拥有具有特定名称的作用域锁。如果另一个进程尝试创建它，它将被阻止，直到第一个进程范围锁超出范围。

#include <semaphore.h>
class ScopedLock{
    sem_t *sem;
public:
    ScopedLock(const char* name) : sem(0)
    {
        sem = sem_open(name, O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP, 1);
        if (sem == SEM_FAILED)
        {
            printf("Error opening semaphore : %s\n", last_error_message());
            throw "failed to create semaphore";
        }

        printf("locking interprocess lock...\n");
        if (-1 == sem_wait(sem))
        {
            printf("Error locking semaphore : %s\n", last_error_message());
            throw "failed to lock semaphore";
        }
        printf("interprocess lock locked\n");
    }

    ~ScopedLock()
    {
        if (sem)
        {
            sem_post(sem);
            printf("interprocess lock unlocked\n");
        }
    }

    // static destroy function, use for cleanup
    static void destroy(const char *name)
    {
        sem_t *sem = sem_open(name, O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP);
        if (sem != SEM_FAILED)
        {
            sem_post(sem);
            sem_destroy(sem);
        }

        if (-1 == sem_unlink(name))
        {
            printf("Error destroying semphore: %s\n", last_error_message());
        }
    }
};