I. プロセス間でのメモリ共有2 (準備課題, 配点無し)
共有メモリは別々のプロセスで読み書きするため, 値が書き換わるような共有メモリ上の変数にアクセスする場合
読み書きのタイミングを計る必要があります。
この場合意図したように動かすためには, 県と市の書き換えという一連の書き込み処理中に
他プロセスからの資源へのアクセスを制限する必要があり, それを排他制御と呼びます。
共有メモリを使った場合の排他制御の仕組みを考えてみます。
例えば以下のように共有メモリ上に確保した変数flagを作って上手くいくでしょうか?
プロセス1
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プロセス2
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この場合初期状態でflag=0だとすると, プロセス1が実行された後, プロセス2は永遠に実行されません。
以下ならどうでしょうか?
プロセス1
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プロセス2
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この場合初期状態でflag=0だとすると, プロセス1, プロセス2, プロセス1, プロセス2の順番で交互に実行されますが
プロセス1とプロセス2が資源を欲するタイミングが交互であるとは限らないので, かなり効率が悪くなる可能性が高いです
Peterson(ピーターソン)のアルゴリズムによる排他制御
排他制御を実現する方法にピーターソンのアルゴリズムがあります。
まず共有メモリ領域に, 排他制御のための変数をいくつか確保します
//1. 共有メモリ使用意志表示 (共有するプロセス数要素の配列になる)
int *naWantPossess;
//2. 優先権
int *nPriority;
"1. 共有メモリ使用意志表示"は, プロセス1または2が資源を使用したいかを意思表示する変数で, 共有するプロセス数要素の配列になります。
"2. 優先権"は, どのプロセスがアクセス優先権を持つのか示す変数です。
これらは 共有メモリ領域割当と内容の初期化後, 以下のように使います
//プロセス1が使用の意志を表示する
naWantPossess[PROCESS1] = TRUE;
//プロセス2に優先権を与えて処理を促す
*nPriority = PROCESS2;
//プロセス2に使用意志があり かつ 優先権が有れば whileループで共有メモリへのアクセス保留
while (naWantPossess[PROCESS2] && *nPriority == PROCESS2) { }
/*** 共有メモリ資源へのアクセス ***/
....
....
//プロセス1が使用の意志を撤回する
naWantPossess[PROCESS1] = FALSE;
//プロセス2が使用の意志を表示する
naWantPossess[PROCESS2] = TRUE;
//プロセス1に優先権を与えて処理を促す
*nPriority = PROCESS1;
//プロセス1に使用意志があり かつ 優先権が有れば whileループで共有メモリへのアクセス保留
while (naWantPossess[PROCESS1] && *nPriority == PROCESS1) { }
/*** 共有メモリ資源へのアクセス ***/
....
....
//プロセス2が使用の意志を撤回する
naWantPossess[PROCESS2] = FALSE;
TRUEとFALSEも必要に応じて定義します。