Comprensione dei semafori in Linux

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Un semaforo è un meccanismo che consente a un processo o thread di concorrenza di modificare, monitorare le query e controllare le risorse di sistema condivise. Un semaforo è una soluzione alla race condition in un sistema multiprocessore. Una race condition si verifica quando più processi tentano di accedere alle risorse condivise. Se l’applicazione necessita della funzionalità multi-thread, presenta una serie di problemi come race condition, deadlock e comportamento scorretto dei thread.

Per risolvere race condition, deadlock, comportamento scorretto dei thread, Kernel fornisce una serie di strumenti come mutex, semaphore, singals e barriere che sono utili per risolvere problemi multiprocessore multi-thread.

Ci sono tre tipi di semafori

1) Semafori binari
2) Conteggio dei semafori
3) Gruppi di semafori

Mostra la comunicazione tra processi XSI

I comandi seguenti mostrano lo stato delle funzioni di comunicazione tra processi XSI.

# ipcs
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest
0x00000000 98305 root 600 393216 2 dest
0x00000000 131074 root 600 393216 2 dest
0x00000000 163843 root 600 393216 2 dest
0x00000000 196612 root 600 393216 2 dest
0x00000000 229381 root 600 393216 2 dest
0x00000000 262150 root 600 393216 2 dest
0x00000000 294919 root 600 393216 2 dest
0x00000000 327688 root 600 393216 2 dest
------ Semaphore Arrays --------

key semid owner perms nsems

------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages

Mostra gruppi di semafori attivi

Stampa informazioni sui semafori attivi.

# ipcs -s
------ Semaphore Arrays --------
key semid owner perms nsems

Segmenti di memoria condivisa

Stampa informazioni sui segmenti di memoria condivisa attivi.

# ipcs -m
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest
0x00000000 98305 root 600 393216 2 dest

Mostra limiti

Il ipcs -l mostra i limiti della memoria condivisa, dei semafori e dei messaggi.

# ipcs -l
------ Shared Memory Limits --------
max number of segments = 4096
max seg size (kbytes) = 4194303
max total shared memory (kbytes) = 1073741824
min seg size (bytes) = 1

------ Semaphore Limits --------
max number of arrays = 128
max semaphores per array = 250
max semaphores system wide = 32000
max ops per semop call = 32
semaphore max value = 32767

------ Messages: Limits --------
max queues system wide = 16
max size of message (bytes) = 65536
default max size of queue (bytes) = 65536

Elenca i ricordi condivisi

Il comando seguente elenca i ricordi condivisi.

# ipcs -m
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest
0x00000000 98305 root 600 393216 2 dest
0x00000000 131074 root 600 393216 2 dest
0x00000000 163843 root 600 393216 2 dest
0x00000000 196612 root 600 393216 2 dest
0x00000000 229381 root 600 393216 2 dest
0x00000000 262150 root 600 393216 2 dest
0x00000000 294919 root 600 393216 2 dest
0x00000000 327688 root 600 393216 2 dest

Elenca l’ID del creatore

Il comando elenca l’ID utente e l’ID gruppo del creatore e l’ID utente e l’ID gruppo del proprietario.

# ipcs -m -c

------ Shared Memory Segment Creators/Owners --------
shmid perms cuid cgid uid gid
65536 600 root root root root
98305 600 root root root root
131074 600 root root root root
163843 600 root root root root
196612 600 root root root root
229381 600 root root root root
262150 600 root root root root
294919 600 root root root root
327688 600 root root root root

Uso delle strutture IPC

Nell’opzione sottostante, ‘u’ mostra l’utilizzo corrente per tutte le strutture IPC.

# ipcs -u

------ Shared Memory Status --------
segments allocated 9
pages allocated 864
pages resident 477
pages swapped 0
Swap performance: 0 attempts 0 successes

------ Semaphore Status --------
used arrays = 0
allocated semaphores = 0

------ Messages: Status --------
allocated queues = 0
used headers = 0
used space = 0 bytes

Quando interrompi tutti i servizi, i semafori e i segmenti di memoria condivisa devono essere rimossi. In caso contrario, verrà richiesto di utilizzare il comando ipcs. L’ID del segmento può essere rimosso utilizzando ipcrm comando.