C中使用信号量的并行处理和同步

Question

问题：

1. 我的进程是否并行运行？我希望有六个进程并行运行。
2. 如何在无限循环中使用信号量同步这些进程(父进程和五个子进程)？输出结果是:1 2 3 4 5复位1 2 3 4 5复位等.
3. 有什么简单明了的信号量文档吗？

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

parentWithFiveChildren()
{   
    printf("1 "); //Parent
    fflush(stdout);

    int i, status;

    for (i = 2; i < 7; i++)
    {   
        sleep(1); 
        if (fork() == 0) //Child Processes
        {               
            if (i == 6) 
            {
                printf("reset "); 
                fflush(stdout);
                exit(0);
            }
            printf("%d ", i); 
            fflush(stdout);
            sleep(7); 
            exit(i); //Exiting child processes
        }
    }

    while ((wait(&status)) > 0)
    printf("\a");
    return 0;
}

int main(void)
{
    parentWithFiveChildren();
}

输出：

1 2 3 4 5 reset

Answer 1

1.并行性

不，进程不是并行运行的(或者，至少，它们只在瞬间并行运行，一次只运行两个进程)，，但是--这只是因为：

1. sleep(1)给父进程很长的时间(至少一秒)什么也不做。
2. 孩子在那一秒内结束并退出。

子操作中的打印代码是奇怪的；实际上，i == 6和其他操作之间没有区别。在main()中，return 0;和exit(0);实际上是相同的--可能存在差异，但它们是模糊的，与代码无关。

您应该#include <sys/wait.h>，并且您应该收集死孩子的PID (和状态)；这将使事情对您来说更清楚。

你也可以让孩子们报告睡眠一段时间(比如每人7秒)。这将使所有子进程“运行”(实际上是睡眠)并行运行，然后父进程等待子进程退出：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    printf("[PARENT] with pid %d\n", getpid()); 
    fflush(stdout);

    for (int i = 2; i < 7; i++)  // Odd loop conditions, but not wrong
    {   
        sleep(1); 
        if (fork() == 0)
        {   
            printf("[CHILD] with pid %d from parent with pid %d\n", getpid(), getppid()); 
            fflush(stdout);
            sleep(7);
            printf("[CHILD] with pid %d exiting with status %d\n", getpid(), i); 
            exit(i);
        }
    }

    int corpse;
    int status;
    while ((corpse = wait(&status)) > 0)
        printf("%d: child %d exited with status 0x%.4X\n", getpid(), corpse, status);
    return 0;
}

样本输出：

$ ./test-forking
[PARENT] with pid 13904
[CHILD] with pid 13905 from parent with pid 13904
[CHILD] with pid 13906 from parent with pid 13904
[CHILD] with pid 13907 from parent with pid 13904
[CHILD] with pid 13908 from parent with pid 13904
[CHILD] with pid 13909 from parent with pid 13904
[CHILD] with pid 13905 exiting with status 2
13904: child 13905 exited with status 0x0200
[CHILD] with pid 13906 exiting with status 3
13904: child 13906 exited with status 0x0300
[CHILD] with pid 13907 exiting with status 4
13904: child 13907 exited with status 0x0400
[CHILD] with pid 13908 exiting with status 5
13904: child 13908 exited with status 0x0500
[CHILD] with pid 13909 exiting with status 6
13904: child 13909 exited with status 0x0600
$

对代码的升级也会打印每一行输出的时间。

2.杀害

任何进程(在父进程创建的集合中)都可以使用kill()系统调用杀死它知道的任何其他进程(集合中的进程)。现在还不清楚你是想让第一个孩子还是最后一个孩子去杀死父母，还是别的什么。如果第一个孩子杀死了父母，那么第一个孩子将是唯一的孩子(因为延迟)。还不清楚为什么要在进程之间发送信号。

3.循环

是的，你可以做点什么-问题是，你到底想要什么。简单地多次打印parent和child并不需要多个进程。如果你想让父母说“我在这里”，而每个孩子定期说“我在这里”，你需要让孩子们循环和睡觉，父母在所有的孩子被创造之后循环和睡觉。做起来不难。

Answer 2

问题3)。...Can我把主函数放在一个无限循环中.？

确定你能

int  main(void)
{
    int c=0;
    while((c != 'q') && (c != EOF))//loops until c == q (and c!=EOF)
    {
        c = getchar();//waits until stdin sees a "q", (i.e. from keyboard)

        //An EOF (-1) or `q` will exit the loop
        //any other input will allow execution flow to continue, 1 loop at a time.  
        //Add additional forking code here.           
        //for each loop, spawn a new thread.
        //All secondary threads spawned will run parallel to other threads.
    }
    //exiting here will kill all threads (secondary and primary.)
    return 0;
}

Answer 3

1)是的，父进程和子进程是一个接一个的并行运行，您可以通过无限循环子进程并打印它的名称来看到这一点，而父进程和其他进程也在这样做。

2)是的，以下是如何：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdbool.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    int i = 0;

    if ((pid = fork()) == 0)
    {
        if ((pid = getppid()) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "child error: getppid()\n");
            exit(1);
        }
        if (kill(pid, 9) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "child error: kill()\n");
            exit(1);
        }

        while (true)
        {
            printf ("child %d\n", ++i);
        }
    }
    else if (pid == -1)
    {
        fprintf(stderr, "error: fork()\n");
        return 1;
    }

    while (true)
    {
        printf("parent %d\n", ++i);
    }

    return 0;
}

3)如果您需要特定的模式，则需要进程间的通信和同步。建议这