c - 等待多个信号量或多个消息队列

Question

In most implementations of UNIX, processes can block on more than one event. That is, rather than waiting on a single semaphore or receiving from a single message queue, the process can wait on multiple semaphores or multiple message queues. What advantage does such a capability offer? How would you implement this?

现在，在每个人开始问这是不是我的学校作业之前，事实并非如此。这是我正在参加的类(class)的推荐试题。

我的想法是这样的:

typedef struct QueueElement {
    int Sender;
    int Receiver;
    char Message[MAX_MSG_SIZE];
    int MessageSize;
} QueueElement;

QueueElement MessageQueue[NUM_OF_PROCESSES];



/* Send Message to receiving process queue number */
int SendMsg(int SenderId, int ReceiverId, char* Msg, int Size)
{
    /* Create Queue Element to Enqueue */
    QueueElement El = {
        .Sender = SenderId,
        .Receiver = ...
        .
        .
    };

    /* Enqueue element in queue specified by Receiver's Id */
    Enqueue(&(MessageQueue[ReceiverId]), El);
}



/* Get messages for process defined by ReceiverId, from any queue */
int RecvMsg(int* SenderId, int ReceiverId, char* Msg, int* size)
{
    int i;
    for (i=NUM_OF_PROCESSES; i>=0; i--)
    {
        /* If a message is available for receiving process, Dequeue element from queue */
        if (MessageQueue[i].Receiver = ReceiverId)
        {
            QueueElement El = Dequeue(&(MessageQueue[i]));
            *SenderId = El.Sender;
            strcpy(Msg, El.Message);
            .
            .
            .

            return TRUE;
        }
    }

    return FALSE;
}

现在，考虑 4 个并行运行的进程。他们不断地向消息队列 1、2、3、4 发送消息。现在，假设所有消息都被发送到进程 2。这意味着进程 2 必须检查所有 4 个队列(1、2、3、4)中的消息。但是，如果不断添加新消息，则只会处理队列 4 中的消息。一个人如何避免使其他消息队列挨饿？

有没有更好的方法来处理这个问题？现代建筑如何处理这个问题？此解决方案的问题在于，如果消息不断进入高优先级队列 (NUM_OF_PROCESSES)，则永远不会处理低优先级队列中的消息。

Answer 1

Is there a better way to handle this?

是的。主要问题是您的代码不断浪费 CPU 时间轮询，因为它根本不等待。

更好的方法是将它放在内核中，这样:

• 当任务调用 RecvMsg() 时，内核可以执行 if queue no messages { tell scheduler this task should block until a message is received }原子地(没有竞争条件)

• 当任何调用SendMsg()时，内核可以执行如果接收任务被阻塞等待消息{告诉调度程序接收任务应该被解除阻塞}原子地(没有竞争条件)

下一个问题是它只等待消息。如果你想等待一个文件被(异步)打开，或者等待一个信号，或者等待时间过去，或者等待一个互斥量被获取怎么办？对于这个问题，有两种可能的解决方案:

• 有一个可怕的困惑(例如 epoll_pwait())，不同类型的东西有不同的参数(仍然不能用于某些事情 - 例如等待互斥锁)。

• 在消息之上实现所有内容，这样您只需等待消息。

对于第二种方案；大多数情况下，您最终会用 actor 模型取代传统的过程式编程。