Межпроцессные коммуникации – использование общей памяти

Описание функционирования программы:

После запуска программы с параметром (число дочерних процессов, запускаемых главным процессом) главный (родительский) процесс создаёт дочерние процессы (описание далее), потоки (описание далее) и общую область памяти с ключом 32547, которую присоединяет к себе, после чего заполняет эту область случайными числами, которые в дальнейшем будут обработаны дочерними процессами. Активизирует созданные потоки, захватывает мьютекс и попадает в цикл, который оканчивается после завершения всех дочерних процессов (пока число живых дочерних процессов не станет равно нулю). В этом цикле главный процесс ожидает сигнала от другого потока, после получения которого сообщает о наличии в общей области памяти запроса “m” (more) на выдачу числа, генерирует это число и выставляет в общей памяти. Повторяет цикл. После завершения цикла освобождает мьютекс, удаляет область общей памяти и программа корректно завершается.

Поток работает следующим образом: ждёт, пока родительский процесс активизирует его, начинает выполнять цикл, в котором читает область общей памяти. Когда приходит символ “m”, захватывает мьютекс, передаёт свой номер родительскому процессу через глобальную переменную и посылает ему сигнал “пробуждения”, после чего освобождает мьютекс.

Функционирование дочернего процесса: присоединяет к себе общую область памяти, созданную родительским процессом, прибавляет к сумме число, записанное в этой области, и начинает выполнять цикл, в котором выдаёт запрос “m” на выдачу нового числа и ждёт появления этого числа. После получения, прибавляет его к сумме и повторяет цикл до тех пор, пока сумма не превысит заданное. После выполнения цикла дочерний процесс записывает в общую область памяти букву “e” (end – готовность к убийству), оповещает родительский процесс сигналом и ждёт своей участи. Родительский процесс обрабатывает этот сигнал следующим образом: сканирует область общей памяти на наличие буквы “e”, найдя эту букву, киляет тот процесс, который её туда поместил, помечает память буквой “k” (killed - означает, что процесс убит) и уменьшает счётчик живых дочерних процессов. Если число живых процессов равно нулю, то посылает сигнал родительскому процессу.

Текст и результат работы программы:

Листингпрограммы:

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/shm.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <signal.h>

#include <time.h>

#include <unistd.h>

#define SUM 10

int cond_sig=0;

int PIDs[100];

int cnt_alive_chd, start_thrds, gl_n, shmid, k;

pthread_mutex_t my_mux, end_mux;

pthread_cond_t gl_cond;

time_t curtime;

char *shm;

/*begin of SigHndlr*/

void SigHndlr()

{

pthread_mutex_lock(&end_mux);

int i;

for(i=0;i<k;i++)

if(shm[i]=='e')

{

shm[i]='k';

kill(PIDs[i],SIGKILL);

time(&curtime);

printf("!!!KILLED!!! child #%d (PID=%d). Current time: %s",i,PIDs[i],ctime(&curtime));

cnt_alive_chd--;

}

if(cnt_alive_chd==0)

{

cond_sig=1;

pthread_cond_signal(&gl_cond);

}

pthread_mutex_unlock(&end_mux);

}

/*end of SigNndlr*/

/*begin of read_thread*/

void *read_thrd(void *p)

{

int num_of_chl;

num_of_chl=(int)p;

while(start_thrds!=1){};

while(1)

{

while(shm[num_of_chl]!='m')usleep(100000);

pthread_mutex_lock(&my_mux);

gl_n=num_of_chl;

cond_sig=1;

pthread_cond_signal(&gl_cond);

pthread_mutex_unlock(&my_mux);

}

}

/*end of read_thread*/

/*begin of parent*/

void parent_prc()

{

start_thrds=1;

pthread_mutex_lock(&my_mux);

while(cnt_alive_chd!=0)

{

while(cond_sig!=1){pthread_cond_wait(&gl_cond,&my_mux);}

if(cnt_alive_chd!=0)

{

cond_sig=0;

time(&curtime);

printf("Parent (PID=%d) RECV \"m\" from child #%d. Current time: %s",getpid(),gl_n,ctime(&curtime));

shm[gl_n]=rand()%5;