等待所有进程到达程序中的某个点，然后恢复答案

【问题标题】：Wait for all processes reach some point in program, then resume等待所有进程到达程序中的某个点，然后恢复
【发布时间】：2015-08-19 00:09:49
【问题描述】：

我有一个通过 fork() 创建许多进程的应用程序。在某些时候，我想暂停它们并等到它们都完成较早的任务。然后一次性启动它们。

for (int i = 0; i < N; i++)
{
    if(fork() == 0)
    {
         //some operations here
          <----- wait here for all N forked processes
         //some operations I want all processes start at similiar time

我不希望任何孩子放弃。

【问题讨论】：

Waiting for all child processes before parent resumes的可能重复
其实不是。我读过那个话题。作者希望“父进程仅在所有子进程都终止之后恢复执行（此 while 循环之后的点）。”我不想让我所有的孩子都在代码中的同一时刻。
我的错。我没有标记它；）

标签： c linux synchronization fork

【解决方案1】：

与进程通信的方式有很多种，称为IPC（Inter Process Communication）。这取决于您需要发送什么样的信息，有多大等。过程信号也是控制过程的一种方式。

这里有一些资源可以帮助您入门：

我个人喜欢Beej Guides，它很棒、清晰、简洁且免费！ http://beej.us/guide/bgipc/
还有 CodeSourcery LLC 的 Advanced Linux Programming。 http://www.advancedlinuxprogramming.com/
当然，一旦您对基础有了一些概念，您可以更具体地查找http://stackoverflow.com，即就在这里:-)

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用像信号量这样的同步结构。在您要停止所有子代的代码处，让他们在信号量的队列中等待（在信号量上调用等待，初始值为 0），因此它们都会阻塞。

然后您可以在父级中发出信号量，从而启动它们。

【讨论】：

信号量用于控制/授予对受限资源的访问权限。它不适用于该用例。
为什么？我认为我们可以将信号量用作通用同步结构，并已在各种程序中使用。 Semaphore 是一个带有变量和队列的结构，据说它不能仅用于对资源的重新字符串访问。
没错。您可以随心所欲地使用它。我的感觉仍然是，当您尝试使用信号量来实现它时，它被证明是一种“黑客行为”。我只是认为可能有一个更优雅的解决方案。例如，我想到了倒计时闩锁。不过你可能是对的……也许在 C 语言中没有太多的选择。

【解决方案3】：

我强烈推荐Message Passing Interface (MPI)，因为它有MPI_Barrier，你可以用它来实现你想要的，几乎不需要你自己编码的逻辑。还有其他替代方案，例如 OpenMP。

【讨论】：

我将 OpenMPI 用于其他一些项目。在这一点上，类似 MPI 的解决方案是无用的。无论如何感谢您的回答。

【解决方案4】：

我已经设法通过组信号解决了这个问题：

for (int i = 0; i < N; i++)
{
    if(fork() == 0)
    {
         /* save first process pid in shared memory */
         if(localID == 0)
             *sh_temp = getpid();

         /* wait in all processes for shared memory with group id to be set  */
         while(*sh_temp == 0)
             usleep(10000);

         /* set group id to first process PID */
         setpgid(getpid(), *sh_temp);

         //some operations here

         fprintf(stderr, "Process %d paused... W8ing for signal to resume\n", getpid());
         raise(SIGSTOP);

         //some operations I want all processes start at similiar time
    }
 }

 if(parentPID == getpid())
 {
     fprintf(stderr, "Wake-up signal sent to group %ld.\n", *sh_temp);
     killpg(*sh_temp, SIGCONT);
 }

但是 - 如果有人有更好的解决方案，请发布。

【讨论】：

【解决方案5】：

这似乎是为信号量量身定做的。具体来说，这很容易通过“System V 信号量”实现。请参阅 semget(2) 和 semop(2)。

这个想法是，您在父级中获得一个信号量，将其值初始化为N，然后让每个“准备好”的子级将值减 1。所有子级都等待结果变为 0。瞧。

这是一个示例程序

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

#define N       5

int main(int ac, char **av)
{
        int i, n, sem_id;
        sem_id = semget(IPC_PRIVATE, 1, 0777);

        struct sembuf buf;
        buf.sem_num = 0;
        buf.sem_flg = 0;

        // Initialize semaphore value to N
        buf.sem_op = N;
        n = semop(sem_id, &buf, 1);

        // All children will do the same thing:
        //    decrement semaphore value by 1
        //    wait for semaphore value == 0

        for (i = 0; i < N; ++i) {
                if (fork() == 0) {
                        printf("Child %d (%d) started\n", i, getpid());
                        sleep(i + 1);   // Sleep awhile.
                        buf.sem_op = -1;
                        n = semop(sem_id, &buf, 1);
                        buf.sem_op = 0;
                        n = semop(sem_id, &buf, 1);
                        printf("Child %d (%d) done\n", i, getpid());
                        return 0;
                }
        }
        return 0;
}

【讨论】：