ПРИМЕЧАНИЕ
Описанная выше проблема называется проблемой взаимных исключений. Она может быть решена с использованием взаимных исключений из главы 7 или блокировок чтения-записи из главы 8. Различие состоит в том, что здесь мы предполагаем неродственность процессов, что усложняет использование предложенных выше методов. Мы могли бы использовать разделяемую память (подробно об этом говорится в четвертой части книги), поместив в нее переменную синхронизации одного из этих типов, но для неродственных процессов проще воспользоваться блокировкой fcntl. Другим фактором в данном случае стало то, что проблема со спулерами печати возникла задолго до появления взаимных исключений, условных переменных и блокировок чтения-записи. Блокировка записей была добавлена в Unix в начале 80-х, до того как появились концепции разделяемой памяти и программных потоков.
Таким образом, процессу нужно заблокировать файл, чтобы никакой другой процесс не мог получить к нему доступ, пока первый выполняет свои три действия. В листинге 9.2 приведен текст простой программы, выполняющей соответствующие действия. Функции my_lock и my_unlock обеспечивают блокирование и разблокирование файла в соответствующие моменты. Мы приведем несколько возможных вариантов реализации этих функций.
20 Каждый раз при прохождении цикла мы выводим имя программы (argv[0]) перед порядковым номером, поскольку эта функция main будет использоваться с различными версиями функций блокировки и нам бы хотелось видеть, какая версия программы выводит данную последовательность порядковых номеров.
ПРИМЕЧАНИЕ
Вывод идентификатора процесса требует преобразования переменной типа pid_t к типу long и последующего использования строки формата %ld. Проблема тут в том, что идентификатор процесса принадлежит к одному из целых типов, но мы не знаем, к какому именно, поэтому предполагается наиболее вместительный — long. Если бы мы предположили, что идентификатор имеет тип int и использовали бы строку %d, a pid_t на самом деле являлся бы типом long, код мог бы работать неправильно.
Посмотрим, что будет, если не использовать блокировку. В листинге 9.1[1] приведены версии функций my_lock и my_unlock, которые вообще ничего не делают.
//lock/locknone.c
1 void
2 my_lock(int fd)
3 {
4 return;
5 }
6 void
7 my_unlock(int fd)
8 {
9 return;
10 }
//lock/lockmain.c
1 #include "unpipc.h"
2 #define SEQFILE "seqno" /* имя файла */
3 void my_lock(int), my_unlock(int);
4 int
5 main(int argc, char **argv)
6 {
7 int fd;
8 long i, seqno;
9 pid_t pid;
10 ssize_t n;
11 char line[MAXLINE + 1];
12 pid = getpid;
13 fd = Open(SEQFILE, O_RDWR, FILE_MODE);
14 for (i = 0; i 20; i++) {
15 my_lock(fd); /* блокируем файл */
16 Lseek(fd, 0L, SEEK_SET); /* переходим к его началу */
17 n = Read(fd, line, MAXLINE);
18 line[n] = '\0'; /* завершающий 0 для sscanf */
19 n = sscanf(line, "%ld\n", seqno);