信号量 + pthreads，无法正常工作

Question

我有这个过程图。在每个线程中都开始新进程。首先是进程 1，当它结束时会发布信号量，下一个可能的进程是 2 和 4。
此图解释更多：1:http://i49.tinypic.com/34t5uo0.png。我的脚本有时会崩溃。进程 1、2 或 4 不执行。哪里有问题？

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h> 




sem_t semA,semB,semC,semD,semE;


void* process_2 (void* param)
{ 
  sem_wait(&semA);
  int pid2, status2; 
  pid2 = fork ();
  if ( pid2 < 0 ) {
   exit(1);
  }
 if ( pid2==0 ) { 

  printf("Process 2\n");
  }
 else {
  wait(&status2);
  sem_post(&semC);
 } 
 return NULL;
}

void* process_4(void* param)
{   
 sem_wait(&semB);
 int pid4, status4;
 pid4 = fork ();
 if ( pid4 < 0 ) {
  exit(1);
 }
 if ( pid4==0 ) { 

   printf("Process 4\n");


  exit(0);
 }
 else {
  wait(&status4);
  sem_post(&semD);                          
 }


 return NULL;
}


void* process_3(void* param)
{
 sem_wait(&semC);
 int pid3, status3;
 pid3 = fork();
  if (pid3 < 0) {
  exit(0);
 }
 if (pid3 == 0) {  

   printf("Process 3\n");
 }
 else{
  wait(&status3);
  sem_post(&semE);
 }

 return NULL;

}

void* process_5(void* param)
{
 sem_wait(&semD);
 sem_wait(&semE);
 int pid5, status5;
 pid5 = fork();
 if (pid5 < 0) {
   exit(0);
 }
 if (pid5 == 0) {  
  printf("Process 5\n");
 }
 else{
  wait(&status5);
  exit(0);
 }

 return NULL;

}



int main () {

  pthread_t thread_id[4];
  pthread_create(&thread_id[0], NULL,&process_2, NULL);
  pthread_create(&thread_id[1], NULL,&process_3, NULL);
  pthread_create(&thread_id[2], NULL,&process_4, NULL);
  pthread_create(&thread_id[3], NULL,&process_5, NULL);


  sem_init(&semA,0,0); 
  sem_init(&semB,0,0);
  sem_init(&semC,0,0);
  sem_init(&semD,0,0);
  sem_init(&semE,0,0);


  int pid, status;


  pid = fork ();
  if ( pid < 0 ) {
   exit(1);
   }
  if ( pid==0 ) {  
   printf("Process 1\n");    
   }
  else { 
   wait(&status);
   sem_post(&semA);
   sem_post(&semB);
   int i;
   for (i = 0; i < 4; i++)
    pthread_join(thread_id[i],NULL);   
   return 0;
   }
 exit(0);

} 

Answer 1

至少有一个问题是在初始化信号量之前产生线程：

pthread_t thread_id[4];
pthread_create(&thread_id[0], NULL,&process_2, NULL);
pthread_create(&thread_id[1], NULL,&process_3, NULL);
pthread_create(&thread_id[2], NULL,&process_4, NULL);
pthread_create(&thread_id[3], NULL,&process_5, NULL);


sem_init(&semA,0,0); 
sem_init(&semB,0,0);
sem_init(&semC,0,0);
sem_init(&semD,0,0);
sem_init(&semE,0,0);

这会在初始化信号量的主线程和使用它们的子线程之间创建一个竞争条件。这里很有可能使用未初始化的数据。

我建议在你的 main() 函数中交换顺序：

pthread_t thread_id[4];

sem_init(&semA,0,0); 
sem_init(&semB,0,0);
sem_init(&semC,0,0);
sem_init(&semD,0,0);
sem_init(&semE,0,0);

pthread_create(&thread_id[0], NULL,&process_2, NULL);
pthread_create(&thread_id[1], NULL,&process_3, NULL);
pthread_create(&thread_id[2], NULL,&process_4, NULL);
pthread_create(&thread_id[3], NULL,&process_5, NULL);

Answer 2

Ben 的回答向您展示了您的主要问题，但您还有其他问题。您正在轻松地使用线程、进程和信号量进行编程。

• 信号量不能这样编程。所有的信号量 函数给出错误返回码是有充分理由的。例如sem_wait 如果进程收到信号，可能会遇到“虚假唤醒”。所以 你必须检查退货然后errno 看看发生了什么， 在对 POSIX 信号量进行编程时，无法解决这个问题。

• 信号量只是 POSIX 中的一个可选功能。大概是 更容易从设计到其中的 POSIX 功能开始 从头开始，即pthread_mutex_t和pthread_cond_t。 您作为补充获得的是便携性。还是有很 不完全支持信号量的常见架构。

• 您这样做的方式不是共享信号量的方式 进程之间：

  复制父级的整个虚拟地址空间 在孩子身上

  这意味着child中的信号量是一个副本，并且两个 进程将无法通过它进行通信。你必须 使用 shm_open 和 mmap 之类的东西创建共享进程 信号量。

• 混合fork 和线程通常不是一个简单的任务，你 在这样做之前真的应该三思而后行。