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我有一个“服务器”进程a
,可能还有多个“客户端”进程b
。服务器创建一个共享内存文件 (shm_open
),其中包含一个 pthread_mutex_t
和一个 pthread_cond_t
,用于向客户端广播发生了某些事情(请参阅下面的最小示例)。
一开始这可以正常工作,支持任意数量的客户端,但是在第一个客户端在等待广播时被杀死(例如使用 CTRL+C)后,服务器有时会卡在 pthread_cond_broadcast
,或者根据 gdb 在 futex_wait
中更精确。
为什么?这应该如何正确完成?
在找到一些关于此的讨论后,我尝试过使用和不使用互斥锁以及使用和不使用互斥锁。一切都有相同的行为。
重现代码:
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
struct {
pthread_cond_t cond;
pthread_mutex_t mutex;
} *shm;
void a() {
// create shm and broadcast every second
int shm_fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(shm_fd, sizeof(*shm));
shm = mmap(0, sizeof(*shm), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
close(shm_fd);
pthread_mutexattr_t mutexattr;
pthread_mutexattr_init(&mutexattr);
pthread_mutexattr_setpshared(&mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_mutex_init(&shm->mutex, &mutexattr);
pthread_mutex_consistent(&shm->mutex);
pthread_condattr_t condattr;
pthread_condattr_init(&condattr);
pthread_condattr_setpshared(&condattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
pthread_cond_init(&shm->cond, &condattr);
for (int i = 0; 1; ++i) {
pthread_mutex_lock(&shm->mutex);
pthread_cond_broadcast(&shm->cond);
pthread_mutex_unlock(&shm->mutex);
sleep(1);
printf("broadcast %d\n", i);
}
}
void b() {
// open shm and listen for events
int shm_fd = shm_open("/my_shm", O_RDWR, 0666);
shm = mmap(0, sizeof(*shm), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
close(shm_fd);
for (int i = 0; 1; ++i) {
pthread_mutex_lock(&shm->mutex);
pthread_cond_wait(&shm->cond, &shm->mutex);
pthread_mutex_unlock(&shm->mutex);
printf("receive %d\n", i);
}
}
int main(int argc, char** argv) {
if (argc != 2)
return -1;
switch (argv[1][0]) {
case 'a':
a();
break;
case 'b':
b();
break;
default:
return -1;
}
return 0;
}
用gcc ab.c -o ab -lpthread -lrt
编译,然后运行
./ab a &
./ab b
CTRL+C
./ab b
在 CTRL+C 和 ./ab b
之间的某个时间,服务器将停止输出 broadcast
。
最佳答案
[...] after the first client gets killed (e.g. using CTRL+C) while waitingfor the broadcast, the server sometimes gets stuck in
pthread_cond_broadcast
[...]Why?
因为终止进程可能会使 CV 和/或互斥量处于不一致状态。当一个多线程进程的一个线程被强行杀死,或者当一个多线程进程 fork 时,同样的事情也会发生。事实上,考虑到 b
进程大部分时间都在等待 CV,当它们被信号终止时,它们很可能会留下不一致的地方。
And how should this be done correctly?
为了防止 CV 在这种情况下变得不一致,您应该尽可能确保 b
进程在等待 CV 时不会终止。为了防止它们因接收信号而发生这种情况,请为引发标志(sig_atomic_t
类型)的信号设置一个处理程序。然后,该进程将在从等待返回后检查该标志以确定它是否需要终止。可以想象,您还可以向 CV 广播以确保流程尽快终止。
但是请注意,某些信号无法捕获或阻止,并且上述方法对这些信号无能为力。可以捕获一些其他信号,但要求处理程序终止程序以避免未定义的行为,而上述方法对这些也无济于事。
此外,您的代码还有其他问题,包括
您不检查函数调用的返回值,显然是假设它们总是成功。
您似乎对 pthread_mutex_consistent()
的语义有完全错误的想法:
pthread_mutex_lock()
通过其返回值表明互斥锁不一致,并且采取任何必要的措施使互斥锁保护的程序状态一致之后,才调用该函数是合适的。pthread_mutex_consistent()
不会解锁互斥量。它只是将互斥锁标记为已恢复一致性。在其他线程可以获取它之前,互斥量必须仍然被解锁。a
和 b
进程都需要准备好处理不一致的互斥量,并且在每个点他们在那里获得互斥体。b
进程获取互斥锁的一个地方是在 pthread_cond_wait()
中,并且它没有记录该事件的机制,因此可能需要强大的互斥锁对您来说不是一个可行的选择。关于c - 共享 pthread_cond_broadcast 卡在 futex_wait,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/66494029/
#include using namespace std; class C{ private: int value; public: C(){ value = 0;
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