《APUE》：死鎖檢測實例

《Unix環境高級編程》這本書附帶了許多短小精美的小程序，我在閱讀此書的時候，將書上的代碼按照自己的理解重寫了一遍（大部分是抄書上的），加深一下自己的理解（純看書太困了，呵呵）。此例子在Ubuntu 10.04上測試通過。

相關鏈接

• 《UNIX環境高級編程》（第二版）apue.h的錯誤 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-04/34662.htm
• Unix環境高級編程 源代碼地址 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-04/34826.htm

程序簡介：這個例子是一個會發生死鎖的程序。

1. //《APUE》程序14－2：加鎖和解鎖一個文件區域
2. //《APUE》程序14－4：死鎖檢測實例
3. #include <stdio.h>
4. #include <stdlib.h>
5. #include <unistd.h>
6. #include <fcntl.h>
7. #include <errno.h>
8. #include <signal.h>
9. #include <sys/stat.h>
11. #define read_lock(fd, offset, whence, len) \
12. lock_reg((fd), F_SETLK, F_RDLCK, (offset), (whence), (len))
13. #define readw_lock(fd, offset, whence, len) \
14. lock_reg((fd), F_SETLKW, F_RDLCK, (offset), (whence), (len))
15. #define write_lock(fd, offset, whence, len) \
16. lock_reg((fd), F_SETLK, F_WRLCK, (offset), (whence), (len))
17. #define writew_lock(fd, offset, whence, len) \
18. lock_reg((fd), F_SETLKW, F_WRLCK, (offset), (whence), (len))
19. #define un_lock(fd, offset, whence, len) \
20. lock_reg((fd), F_SETLK, F_UNLCK, (offset), (whence), (len))
22. #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
24. sig_atomic_t sigflag; /* set nonzero by sig handler */
25. sigset_t newmask, oldmask, zeromask;
27. //輸出錯誤信息並退出
28. void error_quit(const char *str)
29. {
30. fprintf(stderr, "%s\n", str);
31. exit(1);
32. }
34. static void sig_usr(int signo) /* one signal handler for SIGUSR1 and SIGUSR2 */
35. {
36. sigflag = 1;
37. }
39. void TELL_WAIT(void)
40. {
41. if (signal(SIGUSR1, sig_usr) == SIG_ERR)
42. error_quit("signal(SIGUSR1) error");
43. if (signal(SIGUSR2, sig_usr) == SIG_ERR)
44. error_quit("signal(SIGUSR2) error");
45. sigemptyset(&zeromask);
46. sigemptyset(&newmask);
47. sigaddset(&newmask, SIGUSR1);
48. sigaddset(&newmask, SIGUSR2);
50. /*
51. * Block SIGUSR1 and SIGUSR2, and save current signal mask.
52. */
53. if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0)
54. error_quit("SIG_BLOCK error");
55. }
57. void TELL_PARENT(pid_t pid)
58. {
59. kill(pid, SIGUSR2); /* tell parent we're done */
60. }
62. void WAIT_PARENT(void)
63. {
64. while (sigflag == 0)
65. sigsuspend(&zeromask); /* and wait for parent */
66. sigflag = 0;
68. /*
69. * Reset signal mask to original value.
70. */
71. int temp = sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
72. if (temp < 0)
73. error_quit("SIG_SETMASK error");
74. }
76. void TELL_CHILD(pid_t pid)
77. {
78. kill(pid, SIGUSR1); /* tell child we're done */
79. }
81. void WAIT_CHILD(void)
82. {
83. while (sigflag == 0)
84. sigsuspend(&zeromask); /* and wait for child */
85. sigflag = 0;
87. /*
88. * Reset signal mask to original value.
89. */
90. int temp = sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL);
91. if (temp < 0)
92. error_quit("SIG_SETMASK error");
93. }
95. //加鎖或解鎖某個文件區域
96. int lock_reg(int fd, int cmd, int type, off_t offset,
97. int whence, off_t len)
98. {
99. struct flock lock;
100. lock.l_type = type;
101. lock.l_start = offset;
102. lock.l_whence = whence;
103. lock.l_len = len;
104. return fcntl(fd, cmd, &lock);
105. }
107. //鎖住文件中的一個字節
108. void lockabyte(const char *name, int fd, off_t offset)
109. {
110. //在我的系統上（Ubuntu10.04），發生死鎖時writew_lock並不會返回-1
111. if( writew_lock(fd, offset, SEEK_SET, 1) < 0 )
112. error_quit("writew_lock error");
113. printf("%s: got the lock, byte %ld\n", name, offset);
114. }
116. int main(void)
117. {
118. int fd;
119. pid_t pid;
121. fd = creat("templock", FILE_MODE);
122. if( fd < 0 )
123. error_quit("create error");
124. if( write(fd, "ab", 2) != 2 )
125. error_quit("write error");
127. TELL_WAIT();
128. pid = fork();
129. if( pid < 0 )
130. error_quit("fork error");
131. else if( pid == 0 )
132. {
133. lockabyte("child", fd, 0);
134. TELL_PARENT( getpid() );
135. WAIT_PARENT();
136. lockabyte("child", fd, 1);
137. }
138. else
139. {
140. lockabyte("parent", fd, 1);
141. TELL_CHILD(pid);
142. WAIT_CHILD();
143. lockabyte("parent", fd, 0);
144. }
145. return 0;
146. }

注解：

1：在該程序中，子進程鎖住字節0，父進程鎖住字節1，然後，它們又都試圖鎖住對方已經加鎖的字節，這樣就造成了死鎖。

2：《Unix環境高級編程》上說：檢測到死鎖時，內核必須選擇一個進程出錯返回。但在我的系統中，父子進程都被卡住，只有當你強制中斷時（Ctrl+C）時，程序才會結束。這個問題以後找個時間來研究一下。