在另一个进程

Question

我正在尝试使用互斥锁和共享缓冲区来解决生产者消费者问题，但是在访问共享缓冲区结构中的值时遇到了问题，特别是char数组。当我在一个终端中调用producer.c文件并使用

打印值（输入是字母表的txt文件）时

printf("%c", newBuff->bytes[newBuff->rear]); 

字符看似正常，但是当我在consumer.c中执行相同的操作时，但是使用

printf("%c", newBuff->bytes[newBuff->front]);

值显示为空白。 newBuff-＆gt;前面值为零，因此它应该打印字母a。当我在consumer.c中访问我的struct中的其他值时，例如front，count或rear，它们是正确的。共享内存创建以及附件也正常工作所以我认为问题是我没有正确地将char值存储在数组中，或者我试图错误地访问它们。在下面的代码中，我将printf放在producer.c的循环中，然后放在consumer.c的循环之外，所以我知道在消费者开始提取数据之前存在一个值。

Consumer.c

typedef struct buffer{
    pthread_mutex_t lock;
    pthread_cond_t shout;
    int front;
    int rear;
    int count;
    int endOfFile;
    char bytes[1024];
} buffer;


int main(int argc, char const *argv[]) {
    int i=0;
    FILE *file = fopen(argv[1], "w");
    if (argc != 2){
        printf("You must enter in a file name\n");
    }
    int shmid, swapCount=0;
    char swapBytes[] = "";
    char path[] = "~";
    key_t key = ftok(path, 7);
    buffer* newBuff;
    if ((shmid = shmget(key, SIZE, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL)) != -1) {
        newBuff = (buffer*) shmat(shmid, 0, 0);
        printf("successful creation\n");
        newBuff->front = 0;
        newBuff->count = 0;
        newBuff->endOfFile = 0;
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_condattr_t condAttr;

        pthread_mutexattr_init(&attr);
        pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
        pthread_mutex_init(&newBuff->lock, &attr);

        pthread_condattr_init(&condAttr);
        pthread_condattr_setpshared(&condAttr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
        pthread_cond_init(&newBuff->shout, &condAttr);
    } //shared memory creation

    else if ((shmid = shmget(key, 0, 0)) != -1){
        printf("%d\n", shmid);
        printf("successful attachment\n" );
        newBuff = (buffer*) shmat(shmid, 0, 0);
        printf("%c\n", newBuff->count);
    }
    else{
        printf("oops\n");
        exit(0);
    }
    pthread_mutex_lock(&newBuff->lock);
    printf("%c\n", newBuff->bytes[newBuff->front]);
    while (newBuff->endOfFile != 1)
    {
        while (newBuff->count == 0){
            pthread_cond_signal(&newBuff->shout);
            pthread_cond_wait(&newBuff->shout, &newBuff->lock);
        }
        newBuff->front = ((newBuff->front + 1)%SIZE);
        newBuff->count--;
    }
    pthread_mutex_unlock(&newBuff->lock);
    shmdt(&newBuff);

    //pthread_mutexattr_destroy(&attr);
    //pthread_condattr_destroy(&condAttr);*/

    return 0;
}

Producer.c

typedef struct buffer{
    pthread_mutex_t lock;
    pthread_cond_t shout;
    int front;
    int rear;
    int count;
    int endOfFile;
    char bytes[1024];
} buffer;


int main(int argc, char const *argv[]) {
    FILE *file = fopen(argv[1], "r");
    if (argc != 2){
        printf("You must enter in a file dumbass\n");
    }
    int shmid;
    char path[] = "~";
    key_t key = ftok(path, 7);
    buffer* newBuff;
    printf("dfasdfasdf\n");
    if ((shmid = shmget(key, SIZE, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL)) != -1) {
        newBuff = (buffer*) shmat(shmid, 0, 0);
        printf("successful creation\n");


        newBuff->front = 0;
        newBuff->count = 0;
        newBuff->endOfFile=0;
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_condattr_t condAttr;

        pthread_mutexattr_init(&attr);
        pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
        pthread_mutex_init(&newBuff->lock, &attr);

        pthread_condattr_init(&condAttr);
        pthread_condattr_setpshared(&condAttr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
        pthread_cond_init(&newBuff->shout, &condAttr);
    } //shared memory creation

    else if ((shmid = shmget(key, 0, 0)) != -1){
        printf("successful attachment\n" );
        newBuff = (buffer*) shmat(shmid, 0, 0);
    }
    else{
        printf("oops\n");
        exit(0);
    }
    printf("%d\n", shmid);
    pthread_mutex_lock(&newBuff->lock);
    while (fscanf(file, "%c", &newBuff->bytes[newBuff->rear]) != EOF) //read in file
    {
        printf("%c\n", newBuff->bytes[newBuff->rear]);
        while (newBuff->count >= SIZE){ //buffer is full
            //("%c\n", newBuff->bytes[newBuff->rear]);
            pthread_cond_signal(&newBuff->shout);
            pthread_cond_wait(&newBuff->shout, &newBuff->lock);
        }
        //printf("%c\n", newBuff->bytes[newBuff->rear]);
        newBuff->rear = ((newBuff->front + 1)%SIZE);
        newBuff->count++;
    }
    newBuff->endOfFile = 1;
    pthread_cond_signal(&newBuff->shout);
    pthread_mutex_unlock(&newBuff->lock);

    shmdt(&newBuff);

    //pthread_mutexattr_destroy(&attr);
    //pthread_condattr_destroy(&condAttr);

    return 0;
}

Answer 1

您的代码存在一些问题，有些问题已在评论中解决：

• ftok()需要传递给它的路径来指定现有文件，但是传递的路径不是。

• 您请求的内存少于您实际需要的内存：仅缓冲内容的大小，而不是整个struct buffer的大小。由于实际分配的共享内存量将向上舍入到页面大小的倍数，这可能最终没问题，但您应确保通过请求您实际需要的金额来确定

• System V共享内存段具有内核持久性，因此一旦创建，它们将继续存在，直到它们被明确删除或重新启动系统。你永远不会删除你的。您只有在首次创建内容时才初始化其内容。因此，除非您在运行之间手动删除它，否则您将使用旧数据 - 例如，在第二次和后续运行时设置文件结束指示符。我建议消费者安排将其删除。

• 消费者只从缓冲区打印一个字节的数据，然后在验证有什么要读取之前

• 在缓冲区中添加一个字节后，生产者不会更新可用的字节数，直到在信号通知消费者之后。充其量，这是浪费，因为消费者在下次（如果有的话）醒来之前不会看到计数的变化。

• 生产者根据当前的 rear 值而不是当前的{{1}，错误地更新缓冲区的front索引价值。因此，数据不会写入缓冲区数组中的正确位置。

• 生产者设置endOfFile标志后，消费者会忽略除剩余未读字节之外的所有字符。

• 如果制作人在完成后离开rear零，则消费者将陷入僵局。

我发现程序的修改版本可以成功解决所有这些问题，并通过共享内存准确地传达数据。

<强>更新

此外，

• 消费者和/或生产者初始化互斥锁和条件变量的方式本身并不安全。在第一次完成初始化之前，任何进程都可以尝试count秒（或第三个或......）访问这些对象。更一般地说，一旦附加了共享存储器段，写入它就没有固有的存储器障碍。为解决这些问题，SysV共享内存的自然伴侣是SysV信号量。