プロセス間の排他処理

Question

実現したいこと

2つの子プロセス間でセマフォを使用して変数cntを10にしたいです。

前提

fork, sem_open, sem_wait, sem_post, sem_close, sem_unlinkを使用して、子プロセス間での排他処理を行いたいのですが、上手くいかないのでアドバイスをいただきたいです。
下記のコードだと各子プロセスでcntがインクリメントされてしまい、変数の共有が出来ていない状況です。スレッドではなくプロセスを使用したいのですが、やはり記憶領域を共有するスレッドでないと排他処理は出来ないのでしょうか？

発生している問題・エラーメッセージ

cnt 1
cnt 2
cnt 3
cnt 4
cnt 5
cnt 1
cnt 2
cnt 3
cnt 4
cnt 5

該当のソースコード

# include <stdio.h>
# include <string.h>
# include <stdlib.h>
# include <unistd.h>
# include <pthread.h>
# include <stdbool.h>
# include <semaphore.h>
# include <sys/time.h>
# include <sys/types.h>
# include <sys/stat.h>
# include <sys/wait.h>
# include <fcntl.h>
# include <signal.h>

void	func(sem_t	*sem, int *cnt)
{
	int i = 0;
	sem_wait(sem);
	while(i < 5)
	{
		(*cnt)++;
		i++;
		printf("cnt %d\n",*cnt);
	}
	sem_post(sem);
	exit(0);
}

int main()
{
	pid_t	pid;
	pid_t	pid2;
	sem_t	*sem;
	int 	*status;
	int	cnt;

	cnt = 0;
	sem_unlink("hello");
	sem = sem_open("hello", O_CREAT, 0644, 1);
	pid = fork();
	if(pid == 0)
	func(sem, &cnt);
	pid2 = fork();
	if(pid2 == 0)
	func(sem, &cnt);
	waitpid(pid, status, 0);
	waitpid(pid2, status, 0);
	sem_close(sem);
	return(0);
}

試したこと

sem_waitをwhileの直後にすると、デッドロックになってしまうのか、cnt 1を出力後に止まってしまいます。

Answer 1

変数cntは、メモリ上の物なので当然ながらプロセスごとに別物です。
複数プロセスで、同じ物を更新したければ、ファイルか、共有メモリー上にcnt相当を置きましょう。

排他処理そのものは出来ているのではないかと思います。

Comments

[takm]

ご回答ありがとうございます。共有メモリ上というのは、shmgetやshmget等を使用するということでしょうか。

[otn]

そうですね。
そういうのを使うのが面倒くさいが、ディスクIOを回避したい場合は、メモリ上のファイル( df コマンドで tmpfs と表示される場所）を使うのが楽です。
・インストール時の設定次第ですが、わりと多くのLinux機では /tmp が tmpfs（手元の環境は違うが）
・/dev/shm は必ずあるはず。ただしシステムで使うので、ファイルの名前が衝突しないように。名前付きセマフォー自体のファイルもここに作られるはず
・「/run/user/ユーザIDの数字」というディレクトリがあればここは自由に使えるはず

メモリー上とは言え、ope/close/read/writeのシステムコール経由でアクセスするので、shmgetしたメモリーにポインタ経由でアクセスするのよりは有意に遅いと思いますが。

[takm]

勉強になります！！ありがとうございます🙏