linux fork共享内存 互斥

在 Linux 中，fork 是一种创建新进程的系统调用，在新进程中会复制父进程的所有内存，包括共享内存。因此，如果父进程和子进程都使用同一块共享内存，那么它们之间就会存在竞争条件。

为了避免竞争条件，常用的方法是使用互斥锁。Linux 中提供了多种实现互斥锁的方式，包括 POSIX 信号量、互斥量等。通过使用这些同步原语，可以确保只有一个进程能够访问共享内存中的数据，从而避免竞争条件。

需要注意的是，共享内存和互斥锁都是一种底层的机制，需要开发者自己进行管理和控制。在使用共享内存和互斥锁时，需要注意死锁和饥饿等问题，并且需要进行充分的测试和验证，以确保程序的正确性和稳定性。

相关问题

Linux共享内存和信号灯实现进程同步

在Linux中，共享内存和信号量都是用来实现进程间通信和同步的机制。

共享内存是指多个进程可以访问同一块物理内存，这就允许多个进程可以共享数据，从而实现数据的共享和同步。共享内存的使用需要注意进程间的互斥和同步问题，否则会出现数据竞争等问题。

信号量是一种计数器，用于同步不同进程之间的访问。每个进程需要在访问共享资源之前获取信号量，如果信号量的计数器为0，则进程会被阻塞，直到其他进程释放了资源并增加了信号量计数器的值。当进程完成对资源的访问后，它需要释放信号量，这样其他进程才能获取资源并继续执行。

下面是一个简单的使用共享内存和信号量实现进程同步的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <string.h>

#define SHM_SIZE 1024
#define SEM_KEY 1234

union semun {
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *array;
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    int shmid, semid;
    char *shmaddr;
    union semun semarg;
    struct sembuf sembuf = {0, -1, SEM_UNDO}; //wait操作
    struct sembuf sembuf2 = {0, 1, SEM_UNDO}; //signal操作

    //创建共享内存
    if ((shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666)) == -1) {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //附加共享内存到进程地址空间
    if ((shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //创建信号量
    if ((semid = semget(SEM_KEY, 1, IPC_CREAT | 0666)) == -1) {
        perror("semget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //设置信号量初始计数为1
    semarg.val = 1;
    if (semctl(semid, 0, SETVAL, semarg) == -1) {
        perror("semctl");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t pid = fork();

    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) { //子进程写入共享内存
        strncpy(shmaddr, "hello", SHM_SIZE);

        //等待信号量
        semop(semid, &sembuf, 1);

        printf("child process read from shared memory: %s\n", shmaddr);

        //释放信号量
        semop(semid, &sembuf2, 1);

        //解除共享内存的附加
        if (shmdt(shmaddr) == -1) {
            perror("shmdt");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        //删除共享内存
        if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
            perror("shmctl");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        //删除信号量
        if (semctl(semid, 0, IPC_RMID, semarg) == -1) {
            perror("semctl");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else { //父进程读取共享内存
        sleep(2);

        //等待信号量
        semop(semid, &sembuf, 1);

        printf("parent process read from shared memory: %s\n", shmaddr);

        //释放信号量
        semop(semid, &sembuf2, 1);

        //解除共享内存的附加
        if (shmdt(shmaddr) == -1) {
            perror("shmdt");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    return 0;
}

在上述代码中，我们首先创建了一个大小为1024字节的共享内存和一个计数器初始值为1的信号量。子进程向共享内存写入数据，等待父进程读取数据完成后才能释放信号量；父进程则等待子进程写入数据，获取到信号量后读取数据并释放信号量。最后，我们删除共享内存和信号量。

1. 理解并掌握共享内存、互斥锁、软中断、管道等进程间通信的概念和方法。 2. 了解Linux系统中共享内存、互斥锁、软中断、管道等进程间通信的相关库函数。 3. 通过有关进程通信的应用实例，深刻理解进程通信的原理。

很好，你的第一个问题是关于进程间通信的。进程间通信是指在多个进程之间交换数据或共享信息的一种机制。在Linux系统中，常用的进程间通信方式包括共享内存、互斥锁、软中断、管道等。

共享内存是通过将一段物理内存映射到多个进程的虚拟地址空间中，实现进程间共享数据的方式。在Linux系统中，使用shmget、shmat、shmdt、shmctl等函数来操作共享内存。

互斥锁是一种用于保护共享资源不被多个进程同时访问的机制。在Linux系统中，使用pthread_mutex_init、pthread_mutex_lock、pthread_mutex_unlock等函数来操作互斥锁。

软中断是一种在内核态和用户态之间传递信息的机制。在Linux系统中，使用kill、sigaction等函数来操作软中断。

管道是一种用于实现进程间通信的机制，可以在两个进程之间传递数据。在Linux系统中，使用pipe、fork、dup2等函数来操作管道。

以上是Linux系统中常用的进程间通信方式和相关库函数，通过应用实例可以更深刻地理解进程间通信的原理。