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A Memory Allocator
by Doug Lea [A German adaptation and translation of this article appears in unix/mail December, 1996. This article is now out of date, and doesn't reflect details of current version of malloc.] Introduction Memory allocators form interesting case studies in the engineering of infrastructure software. I started writing one in 1987, and have maintained and evolved it (with the help of many volunteer
UNIX上でのC++ソフトウェア設計の定石 (3) - memologue
鉄則3: マルチスレッドのプログラムでのforkはやめよう マルチスレッドのプログラムで、「自スレッド以外のスレッドが存在している状態」でfork*1を行うと、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。「問題」の典型例としては、子プロセスのデッドロックが挙げられます。問題の詳細を把握しないまま、マルチスレッドのプログラムで不用意にforkするのはやめましょう！ 何が起きるか 実例から見てみましょう。次のコードを実行すると、子プロセスは実行開始直後のdoit() 呼び出し時、高い確率でデッドロックします。 void* doit(void*) { static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_lock(&mutex); struct timespec ts = {10, 0}; nanoslee
UNIX上でのC++ソフトウェア設計の定石 (1) - memologue
UNIXは、Windowsなどの“開発者に優しい”OSと比較すると、シグナルやスレッドの利用に関して制限事項が多いですが、それを知らずにアーキテクチャ設計および実装を行ってしまうケースが散見されます。これは、再現困難なバグの温床となるでしょう。 そこで、罠に嵌らないための「鉄則」を何回かに分けて書いてみようと思います。 鉄則1: シグナルの送受に依存しない設計にしよう 他プロセスおよび自プロセスに対し、非同期シグナルを配送して処理の流れを変える設計はやめよう 非同期シグナルとは、SIGUSR1・SIGUSR2・SIGINT・SIGTERM などの、killシステムコールによって生成・配送されるシグナルのこと 単に無視(SIG_IGN)するのは問題なし スレッドとシグナルの併用もやめよう 動作の予測が困難、デバッグが困難 説明： 同期シグナルとは、SIGSEGV,SIGBUS,SIGPIPE
マルチスレッドと共有変数 (続き) -- およびvolatile修飾の必要性 - memologue
複数のスレッドで変数を共有し、さらにその変数に対してread/writeの両方のオペレーションが行われるとき、その変数の操作は、上で書いたとおり、 read/writeともにmutexで保護するべき volatile修飾だけで済ませるのはNG mutexで保護するならvolatile修飾は不要 です。その根拠を、規格を引きながら見てみましょう。 The Open Group Base Specifications Issue 6 の 4.10 Memory Synchronization には、 Applications shall ensure that access to any memory location by more than one thread of control (threads or processes) is restricted such that no thr
localtimeやstrtokは本当にスレッドセーフにできないのか (1) - memologue
googleから私の日記に、localtime_r や strtok_r, getpwnam_r などのキーワードで飛んでくる方が結構多いので、ちょっと関連する話題を書いてみます(内容の割に長い…)。 さて、8/9の日記で、POSIXのlocaltimeという関数(下記)を取り上げ、 struct tm *localtime(const time_t *timer); この関数を複数のスレッドが同時に使うと処理が破綻すると書きました。また、この関数はシグネチャが腐っているので、libcの外側でmutexを使っても処理の破綻を回避することはできず、localtime_rという代用関数を使うしかないとも書きました。POSIXで示されている代用関数(TSF)の一覧は、8/21の日記に書いた通りです。 本日は視点をちょっと変えてみて、「localtimeのシグネチャは本当にダメダメなのか？」に焦点
非同期シグナルとanti-pattern - memologue
sigsafeというUNIX向けの小さなライブラリがあります。これは、「シグナルを正確に取り扱うのは非常に難しい、俺たちのライブラリを使うと随分楽になるよ」といった趣旨の、アセンブラとCで書かれたライブラリで、それなりの種類のOS、CPUがサポートされています。 このライブラリ自体の使い方、使い勝手、あるいはどう実装されているかについてはまだ把握しきれていないのですが、ドキュメントに有用な部分があるのでご紹介します。 http://www.slamb.org/projects/sigsafe/api/patternref.html です。非同期シグナルを使用したコーディングを行う際の、一種のアンチパターン集になっています。 悪い例1: signal safe ではない関数をシグナルハンドラから呼んでしまう void unsafe_sighandler_a(int signum) { pri
memologue - UNIX上でのC++ソフトウェア設計の定石 (2)
鉄則2: シグナルハンドラで行ってよい処理を知ろう sigaction関数で登録したシグナルハンドラで行ってよい処理は非常に限定されている 次の３つの処理だけが許されている 自動変数の操作 “volatile sig_atomic_t” 型の大域変数の操作 「非同期シグナルセーフ」関数の呼び出し これ以外の処理を記述しないこと！ 説明： シグナル受信時に何らかの処理を行うためには、シグナルハンドラと呼ばれる関数を用意し、それをsigaction関数でシグナル名と紐付けておけばOKです。しかし、シグナルハンドラ内で行ってよい処理は、上記の通り非常に限定されています。これを把握しないまま奔放なコードを書くと次のような現象が起き得ます： 問題1: プログラムがデッドロックする危険がある タイミングに依存する、再現困難なバグの原因となる デッドロックの発生が典型例だが、それ以外にも関数の戻り値不正
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