Linux系統(tǒng)提供了多種多進(jìn)程同步方法,選擇何種方法取決于具體的應(yīng)用場景和需求。以下列舉幾種常用的同步機(jī)制:
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信號(hào)量 (Semaphores): 信號(hào)量作為計(jì)數(shù)器,控制對(duì)共享資源的訪問。它允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)訪問,但可限制同時(shí)訪問的進(jìn)程數(shù)量,避免資源競爭。System V和POSIX都提供了信號(hào)量接口。
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互斥鎖 (Mutexes): 互斥鎖是一種同步原語,確保同一時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程訪問共享資源。獲得鎖的進(jìn)程獨(dú)占資源,其他進(jìn)程必須等待鎖釋放。System V和POSIX均支持互斥鎖。
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條件變量 (Condition Variables): 條件變量允許進(jìn)程在特定條件滿足時(shí)等待,或通知其他進(jìn)程。通常與互斥鎖配合使用,避免競爭條件。System V和POSIX接口均提供條件變量。
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屏障 (Barriers): 屏障同步原語確保所有進(jìn)程到達(dá)特定點(diǎn)后才能繼續(xù)執(zhí)行。所有進(jìn)程到達(dá)屏障后,才能同時(shí)繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。通常通過POSIX接口實(shí)現(xiàn)。
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管道 (Pipes): 管道是一種進(jìn)程間通信(IPC)機(jī)制,用于進(jìn)程間數(shù)據(jù)傳遞。可用于實(shí)現(xiàn)簡單的同步策略,例如生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型。
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消息隊(duì)列 (Message Queues): 消息隊(duì)列也是一種IPC機(jī)制,進(jìn)程通過發(fā)送和接收消息進(jìn)行通信。適用于更復(fù)雜的同步策略,例如多生產(chǎn)者-多消費(fèi)者模型。
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共享內(nèi)存 (Shared Memory): 共享內(nèi)存允許進(jìn)程訪問同一內(nèi)存區(qū)域,實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換。但需配合互斥鎖或其他同步機(jī)制避免競爭條件。
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套接字 (Sockets): 套接字是一種通用的IPC機(jī)制,支持本地或網(wǎng)絡(luò)通信。可用于各種同步策略,但可能需要額外的協(xié)議保證同步的正確性。
選擇合適的同步方法需要仔細(xì)權(quán)衡。 對(duì)于復(fù)雜的同步需求,使用POSIX線程庫等高級(jí)抽象可以簡化實(shí)現(xiàn)過程。