Question

与同事一起，我的任务是使用信号量同步“手写”C程序。任务是将1移动到int [4]字段循环中，其他条目为0。

#include "workers.h"
#include "semaphores.h"

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>





//-----------------------------------------------------------------------------
// global variables (all volatile!)
//-----------------------------------------------------------------------------

#define SIZE 4

volatile int ring[4];
volatile int von_position;
volatile int nach_position;
volatile semaphore semaphoren[4];
//-----------------------------------------------------------------------------
// call text_setup() once before starting the test
//-----------------------------------------------------------------------------

void test_setup(void) {
  printf("Test Setup\n");
for(int i= 0; i<4; i++){
  semaphoren[i] = sem_init(1);
}
von_position = 0;
nach_position = 1;
  readers=0; // maximal 1 (nicht veraendern!)
  writers=4; // maximal 19 
}

//-----------------------------------------------------------------------------
// test_end() is called after all workers have finished
//-----------------------------------------------------------------------------

void test_end(void) {
    for(int i = 0; i<4; i++){
        printf("%i ", ring[i]);
}

}

//-----------------------------------------------------------------------------
// those 4 workers execute in parallel
//-----------------------------------------------------------------------------

void writer(long my_id) {
for(int i =0; i<500; i++){
    sem_p(semaphoren[my_id]);
    printf("Writer %i :, %i>%i \n",(int) my_id, von_position, nach_position); // ***
    ring[von_position] = 0;
    ring[nach_position] = 1;
    sem_v(semaphoren[my_id]);
    if(von_position == 3){von_position = 0;}
    else von_position ++;
    if(nach_position == 3) {nach_position = 0;}
    else nach_position ++;

}

}

void reader(long my_id) {
}

这是从给我们的旧环形缓冲区程序派生的。它使用4个“作家”进程。

问题是，完成后，阵列中总会有一个，但是在ca.在500次运行中的10次中，我们得到了printf（）（代码中的***）的中间输出，如3 > 0，在下一行0 < 2左右。

到目前为止，尝试了很多，但没有成功。

希望我能得到一些好的提示

Answer 1

示例代码不会“移动”1，而只是存储0和1。我的猜测是线程被认为是以同步方式移动元素。线程0从环[0]移动到环[1]，线程1从环[1]移动到环[2]，...线程3从环[3]移动到环[0]。线程可以全部读取并且全部并行写入，但需要同步以防止读取和写入之间的冲突。使用4个信号量似乎是一种实现它的简单方法。

Answer 2

该程序同时读取和写入共享的非原子变量。因此它显示竞争条件，并且根据C标准，其行为是 undefined 。假设您将volatile更改为_Atomic，并使用atomic_load_explicit(x, memory_order_seq_cst)/atomic_store_explicit(x, memory_order_seq_cst)将所有加载/存储交换为原子变量，那么

void writer(long my_id)
{
  for(int i =0; i<500; i++)
  {
    sem_p(semaphoren[my_id]);
    printf("Writer %i :, %i>%i \n",(int) my_id, von_position, nach_position); 
    ring[von_position] = 0;
    ring[nach_position] = 1;
    sem_v(semaphoren[my_id]);
    if(von_position == 3){von_position = 0;}
    else von_position ++;
    if(nach_position == 3) {nach_position = 0;}
    else nach_position ++;
  }
}

仍然仍然在sem_v()和第一个if()之间，if()和else之间中断，等等。特别是，第一个writer()可以在递增von_position（模4）之后中断，在递增nach_position之前中断。因此，下一位作者会看到von_position == nach_position，如果作者在同一个地方被打断，下一位作家将会看到von_position > nach_position，等等。实际上，您应该将sem_v()移动到循环的末尾。

使用信号量同步程序

2 个答案: