linux中的信号量操作，收到SIGSEGV和分段错误，哪一部分错了？答案

【问题标题】：semaphore operation in linux,receive SIGSEGV and segmentation fault,which part is wrong?linux中的信号量操作，收到SIGSEGV和分段错误，哪一部分错了？
【发布时间】：2015-07-28 06:52:59
【问题描述】：

我的线程函数是：

#include"stdio.h"
#include"sys/types.h"
#include"pthread.h"
#include"semaphore.h"

sem_t sem;
int running = 1;
int ret;
void *pf(void *arg)          //producer function
{
    int semval;
    while(running)
    {
        sleep(1);
        sem_post(&sem); 
        sem_getvalue(&sem,&semval); 
        printf("produce : %d\n",semval);
    }

}

void *cf(void *arg)         /*consumer function*/
{
    int semval;
    while(running)
    {
        sleep(1);
        sem_wait(&sem); 
        sem_getvalue(&sem,&semval);
        printf("consume : %d\n",semval);
    }
}

主要功能是：

int main()
{
    pthread_t pf, cf;
    ret = sem_init(&sem,0,16);
    pthread_create(&pf,NULL,(void *)pf,NULL);   /*create producer*/
    pthread_create(&cf,NULL,(void *)cf,NULL);   /*create consumer*/
    sleep(1);
    running = 0;
    pthread_join(pf,NULL);
    pthread_join(cf,NULL);
    sem_destroy(&sem);  
    return 0;
}

当我运行可执行文件时，它返回分段错误。我认为程序可能访问了无效内存，但我不知道我的代码的哪一部分是错误的！

【问题讨论】：

标签： c linux pthreads

【解决方案1】：

您已将线程变量和函数命名为相同名称：pf 和 cf。所以变量shadow 是函数名。变量和函数使用相同的名称绝不是一个好主意。

改变

pthread_create(&pf,NULL,(void *)pf,NULL);   /*create producer*/
pthread_create(&cf,NULL,(void *)cf,NULL);   /*create consumer*/

到

pthread_create(&pf,NULL,producer,NULL);   /*create producer*/
pthread_create(&cf,NULL,consumer,NULL);   /*create consumer*/

并将您的函数分别重命名为 producer 和 consumer。请注意，我已删除的铸造也是错误的（即使你正确铸造也是不必要的）。

您正在从线程函数返回任何值。线程函数应该返回void *。所以你需要调用pthread_exit(NULL);或者返回一个空指针。

另一个主要问题是您在没有任何同步的情况下访问变量running，这会导致race condition。这是undefined behaviour。根据线程调度，如果main 线程在线程开始执行之前将running 设置为0，那么您的线程可能根本不会执行while 循环。

【讨论】：

感谢您的详细解释！我刚开始学习网络编程。
关于 running 标志：这不完全是 UB。这不是 OP 所期望的。（一般来说，访问这样一个标志的顺序并不重要）
@FelixPalmen 不。这是 UB：任何比赛条件都是 UB。
考虑到C11 之前的标准并没有说明任何关于并发的信息（这个例子使用的是pthreads），不，它不是标准的UB。您无法预测线程的执行顺序，但这是不同的。
@FelixPalmen C11 声明：C11, 5.1.2.4, 如果程序的执行包含不同线程中的两个冲突操作，则程序的执行包含数据竞争，其中至少一个不是原子的，两者都没有发生在另一个之前。任何此类数据竞争都会导致未定义的行为。事实是 running 被访问（多个线程的主要写入和线程函数没有任何同步。我不认为 posix 将竞争条件定义为不是 UB。跨度>

【解决方案2】：

pthread_t pf, cf;
ret = sem_init(&sem,0,16);
pthread_create(&pf,NULL,(void *)pf,NULL);   /*create producer*/
pthread_create(&cf,NULL,(void *)cf,NULL);   /*create consumer*/

您实际上是在将您的 线程描述符 作为启动例程传递给 pthread_create()。它们与您在此处似乎指的功能具有相同的名称，但对其进行了遮蔽。另请注意void * 是指向数据的指针，它与函数指针不兼容 -> 此处不强制转换为void *。

正确的代码例如看起来像这样：

pthread_t pt, ct;
ret = sem_init(&sem,0,16);
pthread_create(&pt,NULL,pf,NULL);   /*create producer*/
pthread_create(&ct,NULL,cf,NULL);   /*create consumer*/

顺便说一句，一般提示：启用编译器警告：gcc -Wall -Wextra 会告诉你出了什么问题。

编辑：在讨论 Blue Moon 的回答之后：仅使用 int 关闭您的线程是有问题的确实 .在大多数情况下，此处发生的数据竞争在实践中并不重要，因为通常情况下，您只想告诉线程停止并且不在乎，当这种情况发生时。但是（这是一个很大的但是）：您的编译器会看到以下代码：

while(running)
{
    [...]
}

while 的条件是 only 访问此函数中的running。在不了解并发的情况下，它可以合法地假设running，一旦读取，就永远不会改变。所以，读取一次并永远使用这个读取值（例如存储在寄存器中）作为循环条件将是一个有效优化，绝对不是你想要的。

哦，将volatile 添加到running 不是解决方案，但对此的解释往往很冗长，只需谷歌即可。

一种可能性是也使用信号量来停止线程。例如。我的一个线程项目中有这个：

/* check whether daemon shutdown was requested */
if (!sem_trywait(&forceExit))
{
    /* pass on to next thread */
    sem_post(&forceExit);
    rcout = -2;
    break;
}

主线程只执行一个sem_post(&forceExit) 来关闭所有其他线程。

【讨论】：