Знаёмімся з семафорамі ў Linux

Пераклад артыкула падрыхтаваны напярэдадні старту курса "Administrator Linux.Basic".

Семафор - гэта механізм, які дазваляе канкуруючым працэсам і патокам працаваць з агульнымі рэсурсамі і дапамагае ў вырашэнні розных праблем сінхранізацыі такіх як гонкі, дзядлок (узаемныя блакіроўкі) і няправільнае паводзіны патокаў.

Для рашэння гэтых праблем у ядры прысутнічаюць такія сродкі як мьютэксы, семафоры, сігналы і бар'еры.

Ёсць тры віды семафораў:

1. Бінарныя семафоры (binary semaphore)
2. Семафоры-лічыльнікі (counting semaphore)
3. Масівы семафораў (semaphore set)

Прагляд стану IPC

З дапамогай каманд, прыведзеных ніжэй, можна атрымаць інфармацыю аб бягучым стане сродкаў міжпрацэснага ўзаемадзеяння (inter-process communication, IPC).

# 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

Актыўныя масівы семафораў

Адлюстраванне інфармацыі аб актыўных масівах семафораў.

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

Сегменты падзялянай памяці

Прагляд інфармацыі аб актыўных сегментах падзялянай памяці.

# 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

Ліміты

Каманда ipcs -l адлюстроўвае ліміты падзялянай памяці, семафораў і паведамленняў.

# 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

Падзяляемая памяць

Каманда ніжэй адлюстроўвае падзяляную памяць.

# 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

Стваральнікі рэсурсаў

Каманда адлюстроўвае карыстальніка і групу ўладальніка і стваральніка рэсурса.

# 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

Выкарыстанне сродкаў IPC

У прыкладзе, прыведзеным ніжэй, параметр -u адлюстроўвае зводку аб выкарыстанні ўсіх сродкаў 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

Пры прыпынку сэрвісаў семафоры і сегменты падзялянай памяці павінны таксама выдаляцца. Калі яны не выдаляюцца, тое гэта можна зрабіць з дапамогай каманды ipcrm, перадаўшы ідэнтыфікатар IPC-аб'екта.

# ipcs -a
# ipcrm -s < sem id>

Можна таксама змяніць ліміты семафораў, выкарыстоўваючы sysctl.

# /sbin/sysctl -w kernel.sem=250

Крыніца: habr.com