是否可以分叉/执行并保证一个在另一个之前启动？

Question

正如标题所说。我有一个如下所示的 sn-p 代码：

pid_t = p;

p = fork();

if (p == 0) {
    childfn();
} else if (p > 0) {
    parentfn();
} else {
    // error
}

我想确保父母或孩子在另一个之前执行（但不返回）各自的功能。

调用 sleep() 之类的方法可能会起作用，但不能由任何标准保证，并且只会利用操作系统调度程序的实现细节……这可能吗？ vfork 会起作用吗？

edit：这两个函数都找到了 system() 调用的方法，其中一个在另一个启动之前不会返回。所以重申一下：我需要确保父母或孩子只在另一个之前调用他们各自的函数（但不返回，因为它们不会，这是下面所有基于互斥锁的解决方案所提供的）。有任何想法吗？抱歉，不清楚。

edit2：让一个进程调用 sched_yield 和 sleep，我似乎得到了相当可靠的结果。 vfork 确实提供了我正在寻找的语义，但是对我可以在子进程中执行的操作有太多限制（我几乎只能调用 exec）。因此，我找到了一些足够好的解决方法，但没有真正的解决方案。 vfork 可能是最接近我正在寻找的东西，但下面介绍的所有解决方案或多或少都会起作用。

Answer 1

这个问题通常可以通过mutex 或semaphore 来解决。例如：

// Get a page of shared memory
int pagesize = getpagesize();
void *mem = mmap(NULL, pagesize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
if(!mem)
{
  perror("mmap");
  return 1;
}

// Put the semaphore at the start of the shared page.  The rest of the page
// is unused.
sem_t *sem = mem;
sem_init(sem, 1, 1);

pid_t p = fork();

if (p == 0) {
    sem_wait(sem);
    childfn();
    sem_post(sem);
} else if (p > 0) {
    sem_wait(sem);
    parentfn();
    sem_post(sem);

    int status;
    wait(&status);
    sem_destroy(sem);
} else {
    // error
}

// Clean up
munmap(mem, pagesize);

您也可以在共享内存区域中使用互斥体，但您需要确保使用非默认属性创建进程共享属性，该属性称为共享（通过pthread_mutexattr_setpshared(&mutex, PTHREAD_PROCESS_SHARED)）才能正常工作。

这确保了childfn 或parentfn 中只有一个会在任何给定时间执行，但它们可以按任意顺序运行。如果您需要先运行特定的信号量，请以 1 而不是 0 的计数开始信号量，并让需要首先运行的函数不等待信号量（但在完成后仍会发布）。您也许还可以使用具有不同语义的condition variable。

Answer 2

互斥锁应该可以解决这个问题。在调用 fork 之前锁定互斥锁，并让第一个函数正常执行，而第二个函数尝试声明互斥锁。第一个应该在互斥锁完成后解锁，第二个会等到它空闲。

编辑：互斥锁必须位于两个进程的共享内存段中

Answer 3

最安全的方法是使用（命名的）管道或套接字。一侧写入，另一侧读取。读者无法阅读尚未写入的内容。

Answer 4

使用信号量确保一个在另一个之前启动。

Answer 5

您可以使用原子变量。在你 fork/thread/exec 之前将它设置为零，让第一个进程在它进入函数之前（或者更好，之后）将它设置为一个，然后让第二个等待 while(flag == 0)。