Linux多線程中fork與互斥鎖過(guò)程示例
問(wèn)題提出:
我們有這樣一個(gè)問(wèn)題:在一個(gè)多線程程序中創(chuàng)建子進(jìn)程并且讓子線程
和子進(jìn)程
去獲取一把全局變量的鎖,輸出子線程得到鎖,然后解鎖,子進(jìn)程拿到鎖,然后解鎖;
(一)初次嘗試
代碼:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h> pthread_mutex_t mutex; void* fun(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("fun get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("fun unlock\n"); } int main() { pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_t id; pthread_create(&id, NULL, fun, NULL); sleep(1); pid_t pid = fork(); if(pid == -1) { perror("fork err"); return -1; } if(pid == 0) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("child get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("child unlock\n"); exit(0); } wait(NULL); pthread_mutex_destroy(&mutex); printf("main over\n"); return 0; }
猜想結(jié)果:
理一理思路:
創(chuàng)建一把全局的鎖,并初始化
主線程創(chuàng)建子線程,去獲取這把鎖的同時(shí),主線程休眠一秒,子線程得到這把鎖,加鎖fun get lock
子線程休眠3秒,輸出解鎖fun unlock,子線程退出
主線程開(kāi)始fork,子進(jìn)程得到這把鎖,輸出child lock
子進(jìn)程解鎖輸出child unlock
父進(jìn)程的主線程等待子進(jìn)程的退出,最后銷(xiāo)毀鎖,輸出main over
所以…直接得到正確代碼?。?!
(二)理性分析
很遺憾,答案是錯(cuò)的?。?!
我們先來(lái)康康運(yùn)行結(jié)果:正常輸出了子線程的內(nèi)容,但是。。。??ㄗ×??沒(méi)錯(cuò)阻塞了。。
再次分析:
阻塞??難道是子進(jìn)程獲取鎖時(shí)阻塞了?還是父進(jìn)程等待子進(jìn)程阻塞了?
或者說(shuō):兩處地方都阻塞了,子進(jìn)程獲取鎖時(shí)阻塞,導(dǎo)致父進(jìn)程阻塞。
驗(yàn)證一下?。?
所以程序就是兩處地方都阻塞了,子進(jìn)程獲取鎖時(shí)阻塞,導(dǎo)致父進(jìn)程阻塞。
(三)解決問(wèn)題
實(shí)際上,我們子線程在獲取這把鎖并加鎖后睡眠3秒,主線程睡眠1秒,在主線程1秒睡眠結(jié)束后,開(kāi)始執(zhí)行fork,此時(shí)的子線程還未解鎖正處于睡眠狀態(tài),fork過(guò)程中,會(huì)直接復(fù)制父進(jìn)程的所有資源(**包括這把鎖、鎖的狀態(tài)**),沒(méi)錯(cuò)
就是有兩把鎖。此時(shí)子線程進(jìn)行了加鎖的狀態(tài),所以子線程復(fù)制的鎖也是加鎖狀態(tài)。所以子線程會(huì)正常退出,而子進(jìn)程會(huì)因?yàn)槟玫郊渔i的鎖而阻塞,父進(jìn)程wait因?yàn)樽舆M(jìn)程阻塞而阻塞;
(1)使用pthread_join()
fork之前使用pthread_join()在子線程結(jié)束之前,主線程都將會(huì)阻塞,等待子線程結(jié)束后,在進(jìn)行fork,此時(shí)子進(jìn)程得到的鎖就是解鎖狀態(tài)
代碼:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h> pthread_mutex_t mutex; void* fun(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("fun get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("fun unlock\n"); } int main() { pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_t id; pthread_create(&id, NULL, fun, NULL); pthread_join(id, NULL); sleep(1); pid_t pid = fork(); if(pid == -1) { perror("fork err"); return -1; } if(pid == 0) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("child get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("child unlock\n"); exit(0); } wait(NULL); pthread_mutex_destroy(&mutex); printf("main over\n"); return 0; }
結(jié)果:
(2)使用phread_atfork()注冊(cè)一個(gè)fork之前的判斷
頭文件 : pthread.h
int pthread_atfork(void (*prepare)(void), void (*parent)(void), void (*child)(void));
prepare : fork執(zhí)行之前調(diào)用該函數(shù)
parent : fork執(zhí)行之后父進(jìn)程調(diào)用該函數(shù)
child : fork執(zhí)行之后子進(jìn)程調(diào)用該函數(shù)
返回值: 成功0,失敗錯(cuò)誤碼
代碼:
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h> pthread_mutex_t mutex; void prepare_fun(void) { pthread_mutex_lock(&mutex); } void parent_fun(void) { pthread_mutex_unlock(&mutex); } void child_fun() { pthread_mutex_unlock(&mutex); } void* fun(void* arg) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("fun get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("fun unlock\n"); } int main() { pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_t id; pthread_atfork(prepare_fun, parent_fun, child_fun); pthread_create(&id, NULL, fun, NULL); sleep(1); pid_t pid = fork(); if(pid == -1) { perror("fork err"); return -1; } if(pid == 0) { pthread_mutex_lock(&mutex); printf("child get lock\n"); sleep(3); pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("child unlock\n"); exit(0); } wait(NULL); pthread_mutex_destroy(&mutex); printf("main over\n"); return 0; }
結(jié)果:
到此這篇關(guān)于Linux多線程中fork與互斥鎖過(guò)程示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Linux多線程fork與互斥鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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