91-互斥量的鲁棒属性

上一文有一个遗留练习，很重要，不知道同学们有没有做。先说结论吧，如果其中一个进程在未释放互斥量的情况下挂掉了，将会导致另一个线程永远无法获得锁，然后就死锁了。

为了能够让进程在异常终止时，释放掉互斥锁，需要指定 ROBUST 属性。所谓的 ROBUST，指是的健壮的意思。

1. 相关函数

可以通过下面两个函数设置和获取互斥量的鲁棒属性：

int pthread_mutexattr_getrobust(const pthread_mutexattr_t *attr, int *restrict robust);int pthread_mutexattr_setrobust(pthread_mutexattr_t *attr, int robust);

2. 互斥量状态一致性

在指定 robust 属性的情况下，如果其中某个进程在未释放锁的情况下退出了，另一个进程仍然可以获得锁，但是此时 pthread_mutex_lock 将返回 EOWNERDEAD，通知获得锁的线程，有一个其它进程的线程挂掉了，互斥量现在变成了 inconsistent 的状态。这时候，需要对互斥量做 consistent 处理，否则，一旦再次解锁后，互斥量将永久不可用。

翻译成代码就是这样的：

if (EOWNERDEAD == pthread_mutex_lock(&lock)) {pthread_mutex_consistent(&lock);
}

consistent 函数原型如下：

int pthread_mutex_consistent(pthread_mutex_t *mutex);

它表示将 robust mutex 标记为 consistent 状态。

3. 程序清单

我们仍使用上一篇文章中的 init、destroy 程序，下面给出 rbstbuyticket.c 的代码。

3.1 代码

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <pthread.h>#define PERR(msg) do { perror(msg); exit(-1); } while(0)
#define PPERR(err, msg) do { err = errno; perror(msg); exit(-1); } while(0)struct ticket {int remain;pthread_mutex_t lock;
};int main(int argc, char* argv[]) {if (argc < 2) {printf("Usage: %s <name>\n", argv[0]);exit(-1);}char *name = argv[1];int err, shared, flag = 1;key_t key = 0x8888;int id = shmget(key, 0, 0); if (id < 0) PERR("shmget");struct ticket *t = (struct ticket*)shmat(id, NULL, 0); if ((int)t == -1) PERR("shmat");while(flag) {if (EOWNERDEAD == (err = pthread_mutex_lock(&t->lock))) {puts("EOWNERDEAD");pthread_mutex_consistent(&t->lock);}   else if (ENOTRECOVERABLE == err) {puts("ENOTRECOVERABLE");}   int remain = t->remain;if (remain > 0) {sleep(1);printf("%s buy a ticket\n", name);--remain;sleep(3);t->remain = remain;}   else flag = 0;pthread_mutex_unlock(&t->lock);sleep(2);}return 0;
}

3.2 Makefile 文件

添加了两行，现在如下：

main:init destroy buyticket rbstbuyticket 
init:init.cgcc init.c -o init -lpthread
destroy:destroy.cgcc destroy.c -o destroy -lpthread
buyticket:buyticket.cgcc buyticket.c -o buyticket -lpthread
rbstbuyticket:rbstbuyticket.cgcc rbstbuyticket.c -o rbstbuyticket -lpthread

3.3 编译和运行

• 编译

$ make

• 未指定 robust 下的运行结果

• 指定 robust 的运行结果（init 带参数）

细心的同学发现，allen 抢了两张票，而 luffy 抢了 4 张票！！！ 不过这个问题似乎是没办法解决……如果你有解决方案，请在评论区留言。

4. 总结

• 理解 robust 属性
• 注意对 mutex 做一致性处理