Инициализация значения семафора

Инициализация значения семафора

В комментариях к исходному коду в издании этой книги 1990 года неправильно утверждалось, что значения семафоров набора инициализируются нулем при вызове semget с созданием нового семафора. Хотя в некоторых системах это действительно происходит, гарантировать подобное поведение ядра нельзя. Более старые реализации System V вообще не инициализировали значения семафоров, оставляя их содержимое таким, каким оно было до выделения памяти.

В большинстве версий документации ничего не говорится о начальных значениях семафоров при создании нового набора. Руководство по написанию переносимых программ X/Open XPG3 (1989) и стандарт Unix 98 исправляют это упущение и открыто утверждают, что значения семафоров не инициализируются вызовом semget, а устанавливаются только при вызове semctl (вскоре мы опишем эту функцию) с командами SETVAL (установка значения одного из семафоров набора) и SETALL (установка значений всех семафоров набора).

Необходимость вызова двух функций для создания (semget) и инициализации (semctl) набора семафоров является неисправимым недостатком семафоров System V. Эту проблему можно решить частично, указывая флаги IPC_CREAT | IPC_EXCL при вызове semget, чтобы только один процесс, вызвавший semget первым, создавал семафор, и этот же процесс должен семафор инициализировать. 

Другие процессы получают при вызове semget ошибку EEXIST, так что им приходится еще раз вызывать semget, уже не указывая флагов IPC_CREAT или IPC_EXCL.

Однако ситуация гонок все еще не устранена. Предположим, что два процесса попытаются создать и инициализировать набор семафоров с одним элементом приблизительно в один и тот же момент времени, причем оба они будут выполнять один и тот же фрагмент кода:

1 oflag = IPC_CREAT | IPC_EXCL | SVSEM_MODE;

2 if ((semid = semget(key, 1, oflag)) >= 0) { /* успешное завершение, этот процесс должен инициализировать семафор */

3  arg.val = 1;

4  Semctl(semid, 0, SETVAL, arg);

5 } else if (errno == EEXIST) { /* уже существует, поэтому просто открываем семафор */

6  semid = Semget(key, 1, SVSEM_MODE);

7 } else

8  err_sys("semget error");

9 Semop(semid, …); /* уменьшаем значение семафора на 1 */

При этом может произойти вот что:

1. Первый процесс выполняет строки 1-3, а затем останавливается ядром.

2. Ядро запускает второй процесс, который выполняет строки 1, 2, 5, 6 и 9.

Хотя первый процесс, создавший семафор, и будет единственным процессом, который проинициализирует семафор, ядро может переключиться на другой процесс в промежутке между созданием и инициализацией семафора, и тогда второй процесс сможет обратиться к семафору (строка 9), который еще не был проинициализирован. Значение семафора после выполнения строки 9 для второго процесса будет не определено.

ПРИМЕЧАНИЕ

В семафорах Posix эта проблема исключается благодаря тому, что семафоры создаются и инициализируются единственным вызовом — sem_open. Более того, даже если указан флаг O_CREAT, семафор будет проинициализирован только в том случае, если он еще не существовал на момент вызова функции.

Будет ли обсуждавшаяся выше ситуация гонок создавать какие-то проблемы — зависит от приложения. В некоторых приложениях (например, задача производителей и потребителей в листинге 10.12) единственный процесс всегда создает и инициализирует семафор. В этом варианте ситуация гонок возникать не будет. В других приложениях (пример с блокировкой файлов в листинге 10.10) нет такого единственного процесса, который бы создавал и инициализировал семафор: первый процесс, открывающий семафор, должен создать его и проинициализировать, так что в этом случае ситуацию гонок следует исключать.

К счастью, существует способ исключить в данном случае ситуацию гонок. Стандарт гарантирует, что при создании набора семафоров поле sem_otime структуры semid_ds инициализируется нулем. (Руководства System V с давних пор говорят об этом, это утверждается и в стандартах XPG3 и Unix 98.) Это поле устанавливается равным текущему времени только при успешном вызове semop. Следовательно, второй процесс в приведенном выше примере должен просто вызвать semctl с командой IPC_STAT после второго вызова semget (строка 6). Затем этот процесс должен ожидать изменения значения sem_otime на ненулевое, после чего он может быть уверен в том, что семафор был успешно проинициализирован другим процессом. Это значит, что создавший семафор процесс должен проинициализировать его значение и успешно вызвать semop, прежде чем другие процессы смогут воспользоваться этим семафором. Мы используем этот метод в листингах 10.37 и 11.6.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

5.2.4 Инициализация

Из книги C++ автора Хилл Мюррей

5.2.4 Инициализация Использование для обеспечения инициализации объекта класса функций вроде set_date() (установить дату) неэлегантно и чревато ошибками. Поскольку нигде не утверждается, что обект должен быть инициализирован, то программист может забыть это сделать, или (что


6.6 Присваивание и Инициализация

Из книги Базы данных: конспект лекций автора Автор неизвестен

6.6 Присваивание и Инициализация Рассмотрим очень простой класс строк string:struct string (* char* p; int size; // размер вектора, на который указывает pstring(int sz) (* p = new char[size=sz]; *) ~string() (* delete p; *) *);Строка – это структура данных, состоящая из вектора сиволов и длины этого вектора. Вектор


1. Пустые значения (Empty-значения)

Из книги Идиомы и стили С++ автора Makhmutov Albert

1. Пустые значения (Empty-значения) Пустое значение – это просто одно из множества возможных значений какого-то вполне определенного типа данных.Перечислим наиболее «естественные», непосредственные пустые значения (т. е. пустые значения, которые мы могли бы выделить


2. Неопределенные значения ( Null-значения)

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

2. Неопределенные значения (Null-значения) Слово Null используется для обозначения неопределенных значений в базах данных.Чтобы лучше понять, какие значения понимаются под неопределенными, рассмотрим таблицу, являющуюся фрагментом базы данных: Итак, неопределенное


R.12.6 Инициализация

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

R.12.6 Инициализация Объект класса без конструкторов, без частных или защищенных членов, без виртуальных функций и без базовых классов можно инициализировать с помощью списка инициализаторов (§R.8.4.1). Объект класса с конструктором должен инициализироваться или иметь


Шаг 12 - Двухэтапная инициализация.

Из книги Инфраструктуры открытых ключей автора Полянская Ольга Юрьевна

Шаг 12 - Двухэтапная инициализация. Когда мы создаем нестековый экземпляр, то пишем такой код:CClass* cc = new CClass();Попробуем поразбираться. new - это глобальный оператор с определением:void* operator new (size_t bytes);Он получает от компилятора количество байт, необходимое для хранения объекта,


Дросселирование семафора для уменьшения состязательности между потоками

Из книги Язык программирования Си для персонального компьютера автора Бочков C. О.

Дросселирование семафора для уменьшения состязательности между потоками Слишком большое количество потоков, соревнующихся между собой за право владения единственным ресурсом, например, мьютексом или объектом CS, могут стать причиной снижения производительности как в


8.9.1 Инициализация RIP

Из книги Linux: Полное руководство автора Колисниченко Денис Николаевич

8.9.1 Инициализация RIP При запуске каждый маршрутизатор должен знать только о сети, к которой он подключен. Маршрутизатор RIP отправляет эти сведения широковещательной рассылкой на все соседние с ним в локальной сети маршрутизаторы. Кроме того, эти же сведения посылаются


Инициализация

Из книги QNX/UNIX [Анатомия параллелизма] автора Цилюрик Олег Иванович

Инициализация На этапе инициализации в зависимости от входных параметров устанавливаются переменные состояния, необходимые для валидации пути сертификации [70]. В переменных состояния сохраняются различные ограничения, учитываемые при валидации пути. Переменные


Инициализация

Из книги C++ для начинающих автора Липпман Стенли

Инициализация Переменной в объявлении может быть присвоено начальное значение посредством инициализатора. Записи инициализатора в объявлении предшествует знак равенства=<инициализатор>Можно инициализировать переменные любого типа. Функции не инициализируются.


26.6.3. Контроль семафора

Из книги автора

26.6.3. Контроль семафора Для контроля семафора используется системный вызов semctl():int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg);Первый аргумент — это идентификатор семафора, второй — номер семафора во множестве семафоров (нумерация начиняется с 0). В отличие от очереди сообщений, где


Создание семафора

Из книги автора

Создание семафора QNX поддерживает два типа семафоров — неименованные и именованные. Разница между ними заключается в том, что к именованному семафору можно обратиться из любого процесса в системе (или даже по сети QNET с другого сетевого хоста), поскольку такой семафор


Получение статуса семафора

Из книги автора

Получение статуса семафора int sem_getvalue(sem_t* sem, int* value);Эта функция используется преимущественно для отладки операций над семафорами. По адресу, указанному в value, устанавливается текущее значение счетчика семафора. Поскольку значение счетчика семафора может измениться в


Использование семафора

Из книги автора

Использование семафора Как уже говорилось выше, семафор является крайне гибким и эффективным средством синхронизации, особенно удобным для построения собственных средств планирования выполнения потоков. В этом смысле семафор представляет ценность не только как


14.6. Почленная инициализация A

Из книги автора

14.6. Почленная инициализация A Инициализация одного объекта класса другим объектом того же класса, как, например:Account oldAcct( " Anna Livia Plurabelle" );Account newAcct( oldAcct );называется почленной инициализацией по умолчанию. По умолчанию - потому, что она производится автоматически, независимо