fork 和 execve 应用其中一些与 condition_variable 和其他同时进行

Question

我正在尝试使用 fork() 和 execve() 执行多个应用程序。 他们中的一些人相互依赖。 因此，例如，当场景如下所示时，我想让它同时执行 A、B、C，并让它等到 B 处于“正在运行”状态，然后再执行 C。

applications
A
B-C   (C depends on B)
D

在第一时间。 我想出了非常原始的解决方案，如下所示。 fork 并执行 app 并等待其状态变为运行状态。 （应用程序具有初始状态并且一切准备就绪，它向 state_mgr 发送处于运行状态的消息）

// app_starter.cpp
CreateAppProcess(...) {
   ...
   child = fork();
   ...
   if (child == 0) {
      execve(name, argv, argc);
      ...
   }
   ...
}


StartApplication(AppInstance& app) {
...
    CreateAppProcess(app->name, app->argv, app->argc);
...
}

以这种方式使用函数“StartApplication()”。

//app_starter.cpp

// 1. declare AppInstance array.
AppInstance app_array[10];  
// 2. set AppInstances in the array.
...
// 3. start apps
for (int i = 0 ; i < 10; i++) {
   StartApplication(app_array[i]);
}

// 4. wait until "execve"d app is on Running state.
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) 
{
    return_value = app_ins.GetAppState(app->name);
    if(return_value == State::Running) break;
}

上述解决方案存在三个问题。

1. 它一次只能执行一个应用程序。
2. 应该等到前一个应用程序处于“运行”状态，即使它不是依赖项。
3. for 循环不断消耗重复执行 GetAppState() 的资源。

所以我试图一个一个地解决问题，但我坚持第一个解决方案 3。-condition_variable。

// app_instance.cpp
std::condition_variable g_app_cv;
std::mutex g_app_cv_mtx;
...
ReceiveAppStateMsg() {
    while(_quit) {
        ret_ = mq_receive(rcv_handler, buffer, size_, 0);
        ...
        if (msg_rcvd == State::Running) {
            ...
            g_app_cv.notify_one();
        }
    }
}

//app_starter.cpp
extern std::condition_variable g_app_cv;
extern std::mutex g_app_cv_mtx;

// 1. declare AppInstance array.
AppInstance app_array[10];  
// 2. set AppInstances in the array.
...
// 3. start apps  - change for loop to condition_variable.
for (int i = 0 ; i < 10; i++) {
   StartApplication(app_array[i]);
}

// 4. wait until "execve"d app is on Running state.
{
    std::unique_lock<std::mutex> lk(g_app_cv_mtx);
    g_app_cv.wait_for(lk, std::chrono::milliseconds(1000));
}

总之，我需要一些关于……的见解

1. 如何在多个 cpp 文件中使用 condition_variable。

2. 使用 std::condition_variable 的正确方法 fork() 和 exec()。

   • 想知道我的解决方案是正确的。

3. 如何同时或没有太多延迟地 fork() 和 exec() 。

execution order timeline I want
start --- |end
--------------
 A----|
  B----|C----|
   D----|
--------------

感谢您阅读这么长的问题。

Answer 1

您需要在进程之间的共享内存区域中分配互斥锁和条件变量。 您还需要将互斥锁和 cond 变量的属性设置为 PTHREAD_PROCESS_SHARED

如何共享内存： 链接

但是，出于与您类似的目的，我更愿意编写一个小型进程生命周期模块（使用域套接字完全构建在 IPC 之上）。 您可以将流程的生命周期划分为：INIT、RUNNING、ALIVE、STOPPED、DEAD（基于您想要做什么，我只是给您提供线索）。 一旦您的流程达到其生命周期的某个阶段，您就可以发布一个通知相同的事件。 另一个进程可以只是坐着等待在协作进程中实现该状态。 一个简单的心跳机制可以确定另一个进程是活着还是死了。 其他阶段可以通过在 IPC 上发布来通知（首选域套接字）