Знайомимося з семафорами в Linux

Переклад статті підготовлений напередодні старту курсу "Administrator Linux.Basic".

Семафор – це механізм, який дозволяє конкуруючим процесам та потокам працювати із загальними ресурсами та допомагає у вирішенні різних проблем синхронізації таких як гонки, дідлоки (взаємні блокування) та неправильна поведінка потоків.

Для вирішення цих проблем у ядрі присутні такі засоби як м'ютекси, семафори, сигнали та бар'єри.

Є три види семафорів:

1. Бінарні семафори (binary semaphore)
2. Семафори-лічильники (counting semaphore)
3. Масиви семафорів (semaphore set)

Перегляд стану IPC

За допомогою команд, наведених нижче, можна отримати інформацію про поточний стан засобів міжпроцесної взаємодії (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

Активні масиви семафорів

Відображення інформації про активні масиви семафорів.

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

Сегменти пам'яті, що розділяється

Перегляд інформації про активні сегменти пам'яті, що розділяється.

# 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

ліміти

Команда ipcs -l відображає ліміти пам'яті, що розділяється, семафорів і повідомлень.

# 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

Пам'ять, що розділяється

Команда нижче відображає пам'ять, що розділяється.

# 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

Творці ресурсів

Команда відображає користувача та групу власника та творця ресурсу.

# 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

Використання засобів IPC

У прикладі, наведеному нижче, параметр -u відображає інформацію про використання всіх засобів 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 зупинці сервісів семафори і сегменти пам'яті повинні також видалятися. Якщо вони не видаляються, це можна зробити за допомогою команди ipcrm, передавши ідентифікатор IPC-об'єкта.

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

Можна також змінити ліміти семафорів за допомогою sysctl.

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

Джерело: habr.com