Знакомимся с семафорами в Linux

Перевод статьи подготовлен в преддверии старта курса «Administrator Linux.Basic».

Семафор – это механизм, который позволяет конкурирующим процессам и потокам работать с общими ресурсами и помогает в решении различных проблем синхронизации таких как гонки, дедлоки (взаимные блокировки) и неправильное поведение потоков.

Для решения этих проблем в ядре присутствуют такие средства как мьютексы, семафоры, сигналы и барьеры.

Есть три вида семафоров:

1. Бинарные семафоры (binary semaphore)
2. Семафоры-счетчики (counting semaphore)
3. Массивы семафоров (semaphore set)

Просмотр состояния IPC

С помощью команд, приведенных ниже можно получить информацию о текущем состоянии средств межпроцессного взаимодействия (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

Активные массивы семафоров

Отображение информации об активных массивах семафоров.

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

Сегменты разделяемой памяти

Просмотр информации об активных сегментах разделяемой памяти.

# 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

Лимиты

Команда ipcs -l отображает лимиты разделяемой памяти, семафоров и сообщений.

# 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

Разделяемая память

Команда ниже отображает разделяемую память.

# 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

Создатели ресурсов

Команда отображает пользователя и группу владельца и создателя ресурса.

# 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

Использование средств IPC

В примере, приведенном ниже, параметр -u отображает сводку об использовании всех средств 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

При остановке сервисов семафоры и сегменты разделяемой памяти должны также удаляться. Если они не удаляются, то это можно сделать с помощью команды ipcrm, передав идентификатор IPC-объекта.

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

Можно также изменить лимиты семафоров, используя sysctl.

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

Источник: habr.com