使用mutex同步多进程

下面程序的功能是，创建一片共享内存，让父进程和子进程都往里面写数据，但是要求，父进程或者子进程写完后，另一个进程才能开始写，所有就需要同步。

关键点

• mutex占用的内存空间必须是共享内存

• 必须把mutexaddr的属性设置成PTHREAD_PROCESS_SHARED

• int** shmptr2占用的内存空间必须是共享内存。它保存第一片共享内存的指针，移动到哪里了。

  目的是，一个进程写完共享内存后，另一个进程要知道它写道哪里了，好接着写，不然的话，就把上一个进程写的内容给覆盖了。

所谓的共享内存

这片内存是在内核空间的，所以子进程不复制这片内存；如果不是共享内存，是父进程里的内存，那么子进程则复制它。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>

int main()
{
  pid_t pid;
  int shmid;
  int* shmptr;
  int* tmp;

  int err;
  pthread_mutexattr_t mattr;
  //创建mutex的属性
  if((err = pthread_mutexattr_init(&mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex addr init error:%s
", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //让mutex可以同步多个进程
  //mutex的默认属性是同步线程的，所有必须要有此行代码
  if((err = pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED)) < 0)
  {
    printf("mutex addr get shared error:%s
", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //注意：这里是个大坑，这里的mutex必须是用共享内存的方式创建，目的是父进程和子进程可以共用此mutex。
  //否则，父进程的mutex就是父进程的，子进程的mutex就是子进程的，不能达到同步的作用。
  pthread_mutex_t* m;
  int mid = shmget(IPC_PRIVATE, sizeof(pthread_mutex_t), 0600);
  m = (pthread_mutex_t*)shmat(mid, NULL, 0);

  //使用mutex的属性，创建mutex
  if((err = pthread_mutex_init(m, &mattr)) < 0)
  {
    printf("mutex mutex init error:%s
", strerror(err));
    exit(1);
  }

  //创建一个共享内存区域，让父进程和子进程往里写数据。
  if((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 1000, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget error");
    exit(1);
  }

  //取得指向共享内存的指针
  if((shmptr = shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat error");
    exit(1);
  }

  tmp = shmptr;

  //创建一个共享内存，保存上面共享内存的指针
  int shmid2;
  int** shmptr2;
  if((shmid2 = shmget(IPC_PRIVATE, 20, IPC_CREAT | 0600)) < 0)
  {
    perror("shmget2 error");
    exit(1);
  }
    
  //取得指向共享内存的指针
  if((shmptr2 = shmat(shmid2, 0, 0)) == (void*)-1)
  {
    perror("shmat2 error");
    exit(1);
  }
  //让shmptr2指向共享内存id为shmid的首地址。
  *shmptr2 = shmptr;

  if((pid = fork()) < 0)
  {
    perror("fork error");
    exit(1);
  }
  else if(pid == 0)
  {

    //从此处开始给mutex加锁，如果加锁成功，则此期间，父进程无法取得锁
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s
", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 0; i < 30; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }

    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s
", strerror(err));
      exit(1);
    }
    exit(0);

  }
  else
  {
    //从此处开始给mutex加锁，如果加锁成功，则此期间，子进程无法取得锁
    if((err = pthread_mutex_lock(m)) < 0)
    {
      printf("lock error:%s
", strerror(err));
      exit(1);
    }
    for(int i = 10; i < 42; ++i)
    {
      **shmptr2 = i;
      (*shmptr2)++;
    }
    if((err = pthread_mutex_unlock(m)) < 0)
    {
      printf("unlock error:%s
", strerror(err));
      exit(1);
    }
  }

  //销毁子进程
  wait(NULL);

  //查看共享内存的值
  for(int i = 0; i < 70; ++i)
  {
    printf("%d ", tmp[i]);
  }

  printf("
");

  //销毁mutex的属性
  pthread_mutexattr_destroy(&mattr);
  //销毁mutex
  pthread_mutex_destroy(m);

  exit(0);
}

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