【发布时间】：2010-10-10 06:33:10
【问题描述】：
我有一个有 5 个子进程的父进程。我想向每个子进程发送一个随机变量。每个孩子都会对变量进行平方并将其发送回父级，然后父级会将它们全部相加。
这甚至可能吗？我想不通...
编辑：此进程将使用共享内存。
【问题讨论】：
标签： c fork shared-memory
【发布时间】：2010-10-10 06:33:10
【问题描述】：
有很多方法可以做到这一点，都涉及某种形式的进程间通信。您选择哪一个将取决于许多因素，但其中一些是：
- 共享内存。
- 管道（
popen等）。 - 套接字。
一般来说，我可能会popen 在生成子代之前在父代中进行一些通信会话；父母会知道所有五个，但每个孩子可以配置为只使用一个。
共享内存也是一种可能，尽管您可能必须为每个孩子设置几个值以确保通信顺利进行：
- 用于存储变量和返回值的值。
- 用于存储状态的值（0 = 开始，1 = 变量为子准备就绪，2 = 变量再次为父准备就绪）。
在所有情况下，您都需要一种方法让孩子们只接受他们的价值观，而不是那些注定要给其他孩子的价值观。这可能就像向共享内存块添加一个值以存储孩子的 PID 一样简单。所有子节点都会扫描块中的每个元素，但只会处理状态为 1 且 PID 为其 PID 的元素。
例如：
- Main 为五个孩子创建共享内存。每个元素都有状态、PID 和值。
- Main 将所有状态设置为“开始”。
- Main 启动五个子节点，它们都附加到共享内存。
- Main 存储其所有 PID。
- 所有子进程都开始扫描共享内存以查找 state = "ready for child" 及其 PID。
- Main 放入第一个元素（状态 =“准备好孩子”，PID = pid1，值 = 7）。
- 主要放入第二个元素（状态 =“准备好孩子”，PID = pid5，值 = 9）。
- 子 pid1 拾取第一个元素，将值更改为 49，将状态设置为“准备好为父”），返回监控。
- 子 pid5 拾取第二个元素，将值更改为 81，将状态设置为“准备为父”），返回监控。
- Main 获取 pid5 的响应，将该状态设置回“开始”。
- Main 获取 pid1 的响应，将该状态设置回“开始”。
这给出了并行度的度量，每个子进程持续监控共享内存的工作，Main 将工作放在那里并定期接收结果。
【讨论】：
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您可能不需要进行扫描；子进程获得父进程数据的副本，因此（与 vfork() 示例不同）子进程可以查看一个计数器，告诉他们哪个条目是他们的。您可以使用随机值预加载内存；那么孩子们就知道数据已经准备好了。
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如果你只是 fork （在同一个可执行文件中使用父代码和子代码），但如果你 exec 引入子代码则不行：进程空间被覆盖（包括计数器）。不执行通常会在两个分叉之间共享很多危险的事情。不过，这是一种选择。
最讨厌的方法是使用vfork()，让不同的孩子在退出之前踩踏内存的不同部分；然后父级只是将修改后的内存位相加。
非常不推荐 - 但这是我遇到的唯一一个 vfork() 可能真正有用的案例。
只是为了娱乐（我的）我把这个编码了：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/wait.h>
int main(void)
{
int i;
int array[5];
int square[5];
long sum = 0;
srand(time(0));
for (i = 0; i < 5; i++)
{
array[i] = rand();
if (vfork() == 0)
{
square[i] = array[i] * array[i];
execl("/bin/true", "/bin/true", (char *)0);
}
else
wait(0);
}
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("in: %d; square: %d\n", array[i], square[i]);
sum += square[i];
}
printf("Sum: %d\n", sum);
return(0);
}
这行得通。以前使用“exit(0)”代替“execl()”的试用版不起作用；方阵全为零。示例输出（Solaris 10 上的 32 位编译，SPARC）：
in: 22209; square: 493239681
in: 27082; square: 733434724
in: 2558; square: 6543364
in: 17465; square: 305026225
in: 6610; square: 43692100
Sum: 1581936094
有时，总和会溢出 - 在处理上还有很大的改进空间。
“vfork()”的 Solaris 手册页说：
与 fork() 函数不同，子进程借用 父级的内存和控制线程，直到调用 execve() 或退出（异常或通过调用 _exit()（参见 exit(2)）。在此期间所做的任何修改 时间到子进程中内存的任何部分都反映 在从 vfork() 返回的父进程中。父母 进程在子进程使用其资源时暂停。
这可能意味着我的代码中不需要“wait()”。 （但是，尝试简化代码似乎使其行为不确定。i 不会过早更改是相当重要的；wait() 确实确保了同步性。使用_exit() 而不是execl() 似乎也中断了不要使用vfork()，如果你重视自己的理智——或者如果你想为你的家庭作业打分。）
【讨论】：
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有趣。顺便说一句，您也不需要
pid_t pid。在 Mac OS X 上，我也得到不正确的结果。它打印了 2 个输出块，其中一些方块显然是错误的。在第二个输出块之后，该进程被挂起（但没有循环）。虽然没有尝试调试它。 -
@Craig S：是的 - 你说得对 pid。这是调试时实验的后遗症。我会删除它。从根本上说， vfork() 是邪恶的。我很高兴找到了它的潜在用途（但不好！）。
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是的，而且 vfork() 也不是很便携。看到它在行动很有趣。也许明天我会想出我自己的适用于 Mac OS X 的解决方案。我还想知道如果你调用 _exit()，而不是 exit()，而不是执行 /bin/true，会发生什么。
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我尝试了 _exit() 如前所述；它似乎无法正常工作。也就是说，我得到了奇怪的结果：in: 25671;广场：3 英寸：27310；方：-2147485992 中：14472；广场：4 英寸：1771；方：-2147485976 中：26575；平方：5 总和：-4294971956 （对不起，这一切都搞砸了，当然。_exit() 和 wait()。
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在 OS X 上，“true”在“/usr/bin”中，因此出现错误。 _exit(0) 也可以。
the anti thread 之类的内容可能会让您更轻松一些，请参阅示例（尤其是 ns 查找程序）。
【讨论】：