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複数プロセスで共有しているmutexのロック中にSIGKILLを投げたらどうなるか

C++

結論: デッドロックになってしまう


自動的にロックを解放してくれたりはしないみたい。
以下、試した内容のメモ書き。

環境

$ cat /proc/version
Linux version 3.0.0-23-generic (buildd@komainu) (gcc version 4.6.1 (Ubuntu/Linaro 4.6.1-9ubuntu3) ) #38-Ubuntu SMP Fri Jul 6 14:43:30 UTC 2012

テスト用ソースコード

共有mutexに対して、ロック => スリープ(10秒) => アンロック、を行う子プロセスを四個作成するプログラム。
かなりテキトウ。

/**
 * フィル名: mutex-text.cc
 * コンパイル: g++ -o mutex-test mutex-test.cc
 */
#include <pthread.h>
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/shm.h>
#include <assert.h>

// 共有メモリの管理クラス
class mem {
public:
  mem(int size) : ptr_(NULL) {
    int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, sizeof(pthread_mutex_t), 0600);
    if(shmid == -1) { return; }
    
    ptr_ = shmat(shmid, NULL, 0);
    if(ptr_ == reinterpret_cast<void*>(-1)) {
      ptr_ = NULL;
    }
  }

  ~mem() {
    if(ptr_ != NULL) {
      shmdt(ptr_);
    }
  }

  operator bool() const { return ptr_ != NULL; }

  template <typename T>
  T* ptr() { return reinterpret_cast<T*>(ptr_); }
  
private:
  void* ptr_;
};

// 複数プロセスで共有可能なミューテックスクラス
class mutex_lock {
public:
  mutex_lock() : m_(sizeof(pthread_mutex_t)), valid_(false) {
    if(! m_) { return; }

    // プロセス間で共有可能にするためにPTHREAD_PROCESS_SHAREDを付与する
    pthread_mutexattr_t mattr;
    if(pthread_mutexattr_init(&mattr) != 0) { return; }
    if(pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED) != 0) { return; }
    
    // 共有領域のmutexオブジェクトを初期化
    if(pthread_mutex_init(m_.ptr<pthread_mutex_t>(), &mattr) != 0) { return; }
    
    pthread_mutexattr_destroy(&mattr);
    
    valid_ = true;
  }
  
  ~mutex_lock() {
    if(valid_) {
      pthread_mutex_destroy(m_.ptr<pthread_mutex_t>());
    }
  }
  operator bool () const { return valid_; } 

  // ロック
  void lock() {
    assert(pthread_mutex_lock(m_.ptr<pthread_mutex_t>()) == 0);
  }

  // アンロック
  void unlock() {
    assert(pthread_mutex_unlock(m_.ptr<pthread_mutex_t>()) == 0);
  }

private:
  mem m_;
  bool valid_;
};

// main関数
int main(int argc, char** argv) {
  mutex_lock mutex;
  if(! mutex) {
    return 1;
  }
  
  pid_t parent = getpid();
  for(int i=0; i < 4; i++) {
    // 子プロセスのforkと lock => sleep => unlock 処理
    // 子プロセスは四個作成
    if(fork() == 0) {
      std::cout << "[" << getpid() << "] before lock" << std::endl;
      mutex.lock();

      std::cout << "[" << getpid() << "] in lock" << std::endl;
      sleep(10);  // 適当な時間sleep

      mutex.unlock();
      std::cout << "[" << getpid() << "] after lock" << std::endl;
      break;
    }
  }

  if(parent == getpid()) {
    for(int i=0; i < 4; i++) {
      waitid(P_ALL, 0, NULL, WEXITED);
    }
  }

  return 0;
}

実行結果

普通に実行した場合:

$ ./mutex-test
[31413] before lock
[31412] before lock
[31412] in lock
[31415] before lock
[31414] before lock
[31412] after lock
[31413] in lock
[31413] after lock
[31415] in lock
[31415] after lock
[31414] in lock
[31414] after lock

途中で子プロセスにSIGKILLを投げた場合:

$ ./mutex-test 
[31443] before lock
[31443] in lock       # <- このプロセスにSIGKILLを投げる (kill -9 31443)
[31444] before lock
[31445] before lock
[31446] before lock
# 以後 31443 が獲得したロックが解放されることなく、デッドロックに陥る

とりあえず手元の環境では、このような挙動となった。