进程同步的健壮机制：保障一致性，防止永久阻塞

2024-03-16 08:19:39

进程同步中的健壮机制：确保一致性

引言

进程间通信中，消息队列是实现数据交换的常用手段。持久化消息队列 可以确保数据即使在进程崩溃的情况下也能得到保留。本文将探讨如何利用mmap实现持久化消息队列，并结合pthread_mutex_和pthread_cond_t 来保证进程同步的一致性，防止进程永久阻塞在条件等待上。

进程同步中的问题

在进程同步中，一个常见的陷阱是当一个进程在调用pthread_cond_wait 进入条件等待后崩溃时，其他进程将永久阻塞在pthread_cond_broadcast 上。

解决方案

为了解决这个问题，需要采取以下措施：

1. 为 pthread_mutex_t 设置健壮属性

通过pthread_mutexattr_setrobust 函数设置pthread_mutex_t 的健壮属性为PTHREAD_MUTEX_ROBUST ，可以防止进程崩溃时出现EOWNERDEAD 错误。

2. 使用 pthread_mutex_consistent 恢复 pthread_mutex_t 一致性

当出现EOWNERDEAD 错误时，使用pthread_mutex_consistent 函数可以恢复pthread_mutex_t 的一致性。

3. 为 pthread_cond_t 设置共享属性

通过pthread_condattr_setpshared 函数设置pthread_cond_t 的共享属性为PTHREAD_PROCESS_SHARED ，可以保证不同进程间条件变量的共享。

代码示例

以下是使用mmap 实现持久化消息队列并保证进程同步一致性的代码示例：

// 初始化消息队列
Msg_Blck* MB_Init(char* filename) {
    // 省略其他代码

    pthread_mutexattr_t mtxattr;
    pthread_condattr_t condattr;

    pthread_mutexattr_init(&mtxattr);
    pthread_mutexattr_setpshared(&mtxattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_mutexattr_setrobust(&mtxattr, PTHREAD_MUTEX_ROBUST);
    pthread_mutex_init(&(msgB->entry->idle_mtx), &mtxattr);
    pthread_mutex_init(&(msgB->entry->busy_mtx), &mtxattr);
    pthread_mutexattr_destroy(&mtxattr);

    pthread_condattr_init(&condattr);
    pthread_condattr_setpshared(&condattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_cond_init(&(msgB->entry->idle_cond), &condattr);
    pthread_cond_init(&(msgB->entry->busy_cond), &condattr);
    pthread_condattr_destroy(&condattr);

    msgB->entry->use = 1;
    return msgB;
}

// 获取空闲的内存块
char* MB_Get_Empty(void *blk, int size) {
    // 省略其他代码

    if (EOWNERDEAD == pthread_mutex_lock(&(msgB->entry->idle_mtx))) {
        pthread_mutex_consistent(&(msgB->entry->idle_mtx));
    }

    // 省略其他代码

    return (char*)msgC + length;
}