Linux系统编程 进程间同步

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我们知道，线程间同步有多种方式，比如：信号量、互斥量、读写锁，等等。那进程间如何实现同步呢？本文介绍两种方式：互斥量和文件锁。

互斥量mutex

我们已经知道了互斥量可以用于在线程间同步，但实际上，互斥量也可以用于进程间的同步。为了达到这一目的，可以在pthread_mutex_init初始化之前，修改其属性为进程间共享。mutex的属性修改函数主要有以下几个：

主要应用函数：

pthread_mutexattr_t mattr 类型：用于定义互斥量的属性

pthread_mutexattr_init函数：初始化一个mutex属性对象

pthread_mutexattr_destroy函数：销毁mutex属性对象 (而非销毁锁)

pthread_mutexattr_setpshared函数：修改mutex属性。

int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared);

我们重点看第二个参数：pshared，它有以下两个取值：

线程锁：PTHREAD_PROCESS_PRIVATE (mutex的默认属性即为线程锁，进程间私有)

进程锁：PTHREAD_PROCESS_SHARED

要想实现进程间同步，需要将mutex的属性改为PTHREAD_PROCESS_SHARED。

文件锁

顾名思义，就是通过文件实现锁机制。具体来讲，是通过借助 fcntl函数来实现锁机制。当操作文件的进程没有获得锁时，虽然可以打开文件，但无法对文件执行执行read、write操作。

fcntl函数：

函数原型：

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

函数作用：

获取、设置文件访问控制属性。

参数介绍：

参数cmd有以下取值：

F_SETLK (struct flock *)设置文件锁（trylock）

F_SETLKW (struct flock *)设置文件锁（lock）W --> wait

F_GETLK (struct flock *)获取文件锁

数据类型flock原型如下：

struct flock {

...

short l_type;锁的类型：F_RDLCK 、F_WRLCK 、F_UNLCK

short l_whence;偏移位置：SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END

off_t l_start;起始偏移：1000

off_t l_len;长度：0表示整个文件加锁

pid_t l_pid;持有该锁的进程ID：(F_GETLK only)

...

};

进程间文件锁示例

多个进程对加锁文件进行访问：

文件锁类似于读写锁，依然遵循“读共享、写独占”特性。但是，如果进程不加锁直接操作文件，依然可访问成功，但数据势必会出现混乱。

既然文件锁可用应用在进程中，那在多线程中，可以使用文件锁吗？

答案是不行的。因为多线程间共享文件描述符，而给文件加锁，是通过修改文件描述符所指向的文件结构体中的成员变量来实现的。因此，多线程中无法使用文件锁。