父进程在子进程之前执行，如何通过信号量强制相反？

Question

我在Unix C中使用共享内存、信号量和分叉时遇到了困难。我的信号量不是POSIX。我创建一个指向共享html" target="_blank">内存2*sizeof（float）的指针。我用semctl将信号量的值初始化为2。我在for循环(I<2)中执行fork（）。在子进程中（如果fork()==0)，每个子进程对信号量（-1）执行p操作，写入共享内存，然后执行v操作(+1)，然后退出。父进程对信号量执行p操作(-2)，读取整个共享内存段（使用for循环），并执行v操作(+2)。他在离开前等待孩子进程，以避免僵尸。我在输出中遇到的问题是：

 Parent reading 0
 Parent reading 1
 Parent reading 0
 Parent reading 1
 Child writing 0
 Child writing 1

当我应该得到的是：

 Child writing 0
 Child writing 1
 Parent reading 0
 Parent reading 1

我尝试将信号量初始化为1，而不是2，但这只会阻碍程序，因为信号量的值永远不会为2，因此父进程永远不会读取。

/** OPEN MEMORY **/

int shmid1 = shmget(1990, (size),  IPC_CREAT | 0666 ); 

float * shmPt = (float*)shmat(shmid1, NULL, 0);    

/** CREATE INITIALIZE SEMAPHORE **/   

semun1.val = 2;

int semid = semget(1991, 1, 0666 | IPC_CREAT)

semctl(semid, 0, SETVAL, semun1 )


  /**  CREATE PROCESSES **/
  for ( ii = 0; ii < 2; ++ii) {
    if ((p = fork()) == 0) {

      int semid = semget(1991, 1, 0666);

      struct sembuf p_buf;

      p_buf.sem_num = 0;p_buf.sem_op = -1;p_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
      /** LOCK **/ 
      semop(semid, &p_buf,1);
      /** WRITE **/
      shmPt[ii] = RandomFloat;

      v_buf.sem_num = 0;v_buf.sem_op = 1;v_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
      /** UNLOCK **/
      semop(semid, &v_buf,1) 

      exit(0);
    }
    else {

      int semid = semget(1991, 1, 0666);

      struct sembuf p_buf;

      p_buf.sem_num = 0;p_buf.sem_op = -2;p_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
      /** LOCK **/ 
      semop(semid, &p_buf,1);
      /** READ **/
      for(int j =0;j<2;j++) tabFloat[j] = shmPt[j];

      v_buf.sem_num = 0;v_buf.sem_op = 2;v_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
      /** UNLOCK **/
      semop(semid, &v_buf,1) 

    }
}

Answer 1

你错误地使用了信号量。一般的想法是，信号量计算“现在允许多少实体（线程，无论什么）使用该数据”。通过从2开始计数，您表示“现在有两个线程可能会使用这个”。信号量不说哪些实体，也不说如何（读写），只说多少个实体。例如，信号量可以用于计算生产者/消费者队列中可检索项的数量：生产者递增，消费者递减。（当然，信号量有各种各样的扩展形式；因为您说这些“不是POSIX”，但不是它们本身，所以很难概括更多。）

实现上述工作的一种方法--当然，实际代码往往会因描述而异--是从0开始信号量计数，分叉一个子，让该子在不查看信号量计数的情况下写入，分叉另一个子，让该子也在不查看信号量计数的情况下写入，然后让父等待信号量(P)。也就是说，信号量说“没有人会通过”，但孩子们实际上并不看它。然后，这两个孩子各自做V个运算（每一个+1个）。一旦信号量变为1，父级开始：然后他可以找到至少一个（但可能只有一个）子级结果。如果需要同时得到两个结果，家长可以立即做另一个P。

（不过，更一般地说，您可能需要读写器锁或互斥锁和条件变量。如果您有POSIX线程，请参见pthread_cond_init()、pthread_cond_wait()、pthread_cond_signal()、pthread_mutex_init()等。）

啊哈，从注释和问题编辑中，我看到您使用的是糟糕的System V共享内存和信号量接口。

• 你真的被那个卡住了吗？在我看来，POSIX线程更好（而且通常重量更轻）。
• 您打算如何组织共享内存？如果每辆车都有自己的圈速区域，并且只与display Thread/proc共享，那么锁争用可能会减少：只有一个生产者（汽车）和一个消费者（display Thread/proc)，但有24个这样的锁（每辆车一个）。如果所有汽车与显示线程/proc共享一个共享内存区域，则只需要一个锁，但它的活动性要高得多。哪一个“更好”取决于你在做什么。
• 并且，如果您想等待“某辆车跑完50圈”，可以考虑让每辆车都有自己的专用（或共享显示）计数器，以及一个用于“跑完50圈的车数”的计数信号量。每辆车只需向上计数，当达到50时，计数信号量也会增加（一次）。

最后（我希望）编辑：在修复了较小的问题之后，剩下的最后一个问题是在每个子进程中使用sem_undo，这将执行一个V(of+1)来表示“数据产生并全部完成”，然后exit。sem_undo记录进程退出时应用的平衡调整值，因此信号量将向上计数，但随后立即向下计数，让父级等待另一个永远不会出现的V。