Механизмы синхронизации процессов/потоков в UNIX/Linux

_{Этот пост написан в постновогодней депрессии/подпитии, так что прошу не обессудьте за искренние эмоций/прямоту и если я что-то забыл.}

Пройдёмся по классическим IPC:

Многие из этих вызовов доступно в двух эпостасях: BSD и SysV. Для большинства из таких примитивов на практике первые используются чаще; вторые есть во многих ОС; в основном по историческим соображениям.

1. Сигналы — работать с ними крайне геморройно в силу их асинхронности, так что почти наверняка, если в обработчике сигнала возникает необходимость сделать что-то кроме как установить какой-то флаг, то скорей всего это ошибка.

2. Трубы (каналы, fifo) — анонимные трубы (man 2 pipe) применяются часто; именованные каналы (man 3 mkfifo), для передачи данных стороннему процессу — иногда допустимы, но создавать именованный канал для управления текущим — это, скорей всего, ошибка.

3. Сокеты (в особенности man 2 socketpair и man 7 unix) — это то что используется повсеместно.

4. Очереди ожидания (man 3 mq_open man 2 msgget) — используется чуть чаще чем никогда; скорей всего, если тебе не нужны приоритеты, то вместо этого тебе нужен сокет.

5. Общая память (man 2 mmap; man 2 shmget) — используется повсеместно; не то что бы является средством синхронизации в узком смысле, но не упомянуть нельзя.

6. Семафоры (man sem_open, man 2 semget) — см. что такое семафор; в рамках голого posix — незаменимы; на практике могут быть полезны для специфичных задач.

7. Блокировки файлов (man 2 flock, man lockf, man fcntl); внимание: блокировки почти всегда кооперативные, т.е. блокируют доступ к файлу, только если другой процесс также пытается получить блокировку.

8. futex (man 2 futex) — специфично для linux; используются в основном для реализации других примитивов.

Для межпоточной синхронизации есть также примитивы pthread:

1. Мьютекс (man pthread_mutex)

2. Условная переменная (man pthread_cond_timedwait)

3. Join'ы *(man pthread_join) — способ дождаться окончания потока

4. Барьеры (man pthread_barrier_init)

5. Спин-блокировки (man pthread_spin_init)

Ну а ещё есть примитив из C++20:

1. Ожидание на условной переменной. В linux оптимально реализуется средствами futex'а.