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排他制御としてセマフォとmutexがありますが、
この二つの違いがよくわかりません。
自分で調べてみたところ、
・セマフォ…プロセス間排他制御。複数ロックがかけられる。
・mutex…スレッド間排他制御。ロックは一つだけ。

と言うような違いがあるようなのですが、これだけの差なんでしょうか?
(これだけの差、と言ってる時点で筋違いだったら申し訳ありません)
また、セマフォをスレッド間排他制御に用いたり、
mutexをプロセス間排他制御に用いることは可能なのでしょうか?
可能だとしたら、これらが2種類存在する理由も教えていただきたいです。

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A 回答 (5件)

> >一般論としては、Mutexは「カウントを1に限定した」特殊化したSemaphoreです。


> とのことですが、これはWin32以外の環境だと
> これ以上の違いはないと言うことでしょうか?

「一般論」と書いた意味を取り落とされているのではないかと思います。

「一般論としては〇〇」なのですから、「Win32以外の環境」も含めて「各論」では「必ずしも〇〇とは限らない」とご理解ください。

なお、ご指摘のとおり、あるリソースを排他的に利用するだけであればMutexを使用するかわりにカウントが1のSemaphoreを使用することができます。(特定の環境での、MutexとSemaphoreの環境依存の動作を除けば、ですが。)

ではなぜ2種類が用意されている(用意されている環境が存在する)のかといえば、リソースの排他的利用は非常によくあることなので、これに特化した機能を用意すればより良いであろう、というシステムデザイナの判断によるものと考えられます。

ここで言う「より良い」は、あるデザイナにとっては「便利性」、また別のデザイナにとっては「消費リソースが少ない」と、これまた考え方はいろいろでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
環境依存が(目的とする動作に影響)無く、両方とも
使用可能な場合は利便性を考えてどちらかを用いればよい、ということですね。

MutexとSemaphoreの環境についての差を考えずに質問したので、
皆さんに環境によって変わるので一概に言えないという
ご指摘を受けてしまいました。
用いる際は、環境に気をつけてどちらを使用するか
よく検討したいと思います。

お礼日時:2005/06/28 09:48

詳細な定義はOSによって違ってくるので、一般論だけで話していても余り意味はありません。

セマフォだけしかない環境も、ミューテックスしかない環境も実在しますし。

他の方と別の視点を与える意味で、ITRONのセマフォとミューテックスの違いを書くと、セマフォは複数ロックできるのに対して、ミューテックスは1つのロックだけというほかに、ミューテックスはデッドロックを回避するために優先度継承プロトコルが利用できるとか、ロック状態でタスクを終了した場合に自動的に解放されるといった違いがあります。ITRONのタスクはスレッドとほぼ同義で、プロセスの概念はありませんから、プロセス間/スレッド間といった相違はありません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
どちらかしか使えないような状況もあるのですね。
ITRONが何かわからなかったので調べてみました。
このような環境もあるんですね。
参考になりました。

お礼日時:2005/06/27 17:31

一般論としては、Mutexは「カウントを1に限定した」特殊化したSemaphoreです。


しかし、Win32環境に限定すると、これ以上の違いがあります。

Win32では、Mutexに対するWaitとSemaphoreに対するWaitに次のような違いがあります。

Mutexは「どのスレッドに取得されたか」を認識していて、Mutexを取得しているスレッド内で同じMutexに対して再度Waitしてもブロックされません。

Semaphoreは「どのスレッドに取得されたか」を認識せず、Semaphoreを取得している同じスレッドで再度Waitすると、もう一度Semaphoreを取得しようとします。このとき、残りカウントが0だと(Semaphoreの定義により)他のスレッドでSemaphoreが開放されるまでブロックされます。

こういうスレッドに対する認識の違いがあるため「スレッド用」とか「プロセス用」とかの冠が付けられてしまう場合があるのだと思いますが、違いさえ認識していればどちらの用途に使っても全く差し支えありません。

この回答への補足

>一般論としては、Mutexは「カウントを1に限定した」特殊化したSemaphoreです。
とのことですが、これはWin32以外の環境だと
これ以上の違いはないと言うことでしょうか?
だとするとmutexの存在意義がよくわからなくなってしまいます。
あるリソースをロックしたければセマフォのカウントを1に
して使えばよいだけのような。。?

補足日時:2005/06/27 17:21
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
今回使うのはUNIX環境ですが、大変参考になりました。

お礼日時:2005/06/27 17:21

ミユーテックが単一リソースの完全な排他を目的とするのに対し、セマフォは主に負荷調整を目的とする排他なのかなと思います。



例えば、OSの制限では1台のサーバに1万まで同時接続できるが、現実の性能としては100くらいが限界なので、セマフォを使って制限をかける。

個人的には、ミューテックはリストへの追加などでも使いますが、セマフォは使いどころがほとんど無いです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
>ミユーテックが単一リソースの完全な排他を目的
>セマフォは主に負荷調整を目的
使用目的がわかりました。
セマフォはあまり使い道がないのですか。。

お礼日時:2005/06/27 17:16

<ミューテックス>


同時に1プロセス(スレッド)しかリソースにアクセスできないようにするためのもの。

<セマフォ>
指定した数の範囲内で、同時に複数プロセス(スレッド)がリソースアクセスできる。

※ここでいうリソースとは、ファイルだったり、共有メモリだったり、場合によっていろいろです。

※どちらもプロセス間制御、スレッド間制御で利用できます。

この回答への補足

mutexもセマフォもスレッド、プロセス共に
制御できるとのことですが、自分が見た限りでは
mutexがプロセスの制御をできると言う資料がみつかりませんでした。
よろしければいい例のあるサイト等を教えて頂けないでしょうか?

補足日時:2005/06/27 09:16
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
両方ともプロセス間、スレッド間で利用できるのですね。
参考になりました。

お礼日時:2005/06/27 09:12

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Aベストアンサー

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int stat(const char* path, struct stat* sb);

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MSDN を引くと _access_s() を使えとか書いてあるけど。

QLNK2019: 未解決の外部シンボルのエラーが出る

Microsoft Visual Studio 2008
Version 9.0.21022.8 RTM
Microsoft .NET Framework
Version 3.5 SP1
----------------------------------------------------------------
新しいプリジェクト→Win32 コンソール アプリケーション(ソリューションのディレクトリを作成 チェック外す)→Windows アプリケーション(空のプロジェクト チェック外す)
----------------------------------------------------------------
 プログラム

 mymain.cpp
#include "myhelper.h"
#include "mymain.h"

//自キャラのデータ
Point2D g_jikipos = {40, 400};//自キャラの座標

//画像ハンドル
int g_jikiimage[11];

//色々なファイルの読み込み
int LoadFiles(){
//画像ファイル読み込み
if(LoadDivGraph("media\\player01.bmp",
11,11,1,64,64,g_jikiimage) == -1) return -1;

return 1;
}


 mymain.h
//他から呼び出させるMyMainの関数
void MyMain();
int LoadFiles();


 myhelper.h(サンプルなので打ちミスはない)
#include "DxLib.h"
#include <limits.h>
#include <math.h>

//構造体宣言
//座標またはベクトルを記録する構造体
struct Vector{
float x,y;
};
typedef Vector Point2D;
//線を記録する構造体
struct Line2D{
Point2D startpos, endpos;
float katamuki;//傾きをラジアン値で記録
Vector speed;//移動している場合は速度をセット
};
//球体を記録する構造体
struct Ball2D{
Point2D position;
float hankei;//半径
};
//四角形を記録する構造体
struct Rect2D{
Point2D lefttop;
Point2D rightbottom;
float width;
float height;
};


//ライブラリ関数
Point2D PosInView(Point2D in);
int XInView(float inx);
int YInView(float iny);
void ScrollToLeft(float jikiposx);
void ScrollToRight(float jikiposx);
void ScrollToUp(float jikiposy);
void ScrollToDown(float jikiposy);
void DrawLineInView(float x1, float y1, float x2, float y2, int Color, int Thickness);
void DrawCircleInView(float x, float y, float r, int Color, int FillFlag);
void DrawAnimation(float x, float y, double ExtRate, double Angle,int TurnFlag,
int *imgarray, int allframe, float fps);
//ベクトル関数
Vector CreateVector(Vector in, float veclen);
Vector AddVector(Vector v1, Vector v2);
Vector SubVector(Vector v1, Vector v2);
Vector AddVectorInFrameTime(Vector pos, Vector speed);
Vector AddVectorInFrameTime2(Vector pos, Vector speed, Vector accel);
Vector Normalize(Vector in);
Vector RotateVector(Vector in, float radian);
float VectorLengthSquare(Vector in);
float DotProduct(Vector v1, Vector v2);
float CrossProduct(Vector v1, Vector v2);
void SetLine2DKatamuki(Line2D *in);
void DrawLine2D(Line2D in, int Color, int Thickness);
void DrawBall2D(Ball2D in, int Color, int Fill);
//当たり判定関数
bool HitTestLineAndBall(Line2D linein, Ball2D ballin);
bool IsPointAtLineFace(Line2D linein, Point2D ptin);
bool HitTestLineAndLine(Line2D line1, Line2D line2);
bool HitTestBallAndBall(Ball2D a, Ball2D b);
bool HitTestPointAndBox(Rect2D rect, Point2D pt);
//タイマー関数
void SetSimpleTimer(int idx, int time);
int GetPassedTime(int idx);


//グローバル変数
extern float g_frametime;
extern Rect2D g_framerect;//画面領域(当たり判定)
extern Point2D g_current_field_pos;//現在の左上座標
extern Rect2D g_stagesize;//ステージサイズ

//定数宣言
const float ZEROVALUE = 1e-10f;
const float PIE = 3.1415926f;
const int SCROLL_LIMIT = 200;
----------------------------------------------------------------
 エラー内容
1>myhelper.obj : error LNK2019: 未解決の外部シンボル "void __cdecl MyMain(void)" (?MyMain@@YAXXZ) が関数 _WinMain@16 で参照されました
1>C:\Documents and Settings\Owner\My Documents\Visual Studio 2008\Projects\my\Debug\my.exe : fatal error LNK1120: 外部参照 1 が未解決です
1>my - エラー 2、警告 0
ビルド: 0 正常終了、1 失敗、0 更新不要、0 スキップ
----------------------------------------------------------------
画像を貼り付けときます
(見えにくい場合→http://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org154142.jpg.html)
初心者なのでわかりやすくお願いします

Microsoft Visual Studio 2008
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Version 3.5 SP1
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新しいプリジェクト→Win32 コンソール アプリケーション(ソリューションのディレクトリを作成 チェック外す)→Windows アプリケーション(空のプロジェクト チェック外す)
----------------------------------------------------------------
 プログラム

 mymain.cpp
#include "myhelper.h"
#include "mymain.h"

//自...続きを読む

Aベストアンサー

ファイル構成から推測するに
mymain.cpp というファイルに
void MyMain(void) {
// ここに処理を書く
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という関数が必要なようです。

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Qスレッドの安全な終了のさせ方

スレッドの安全な終了のさせ方

 メインスレッドにてCreateThread命令を使い、あるサブスレッドを作りました。
このサブスレッドは内部でmallocを使い動的に配列領域を確保して
その配列領域をforループ等で「かなり時間の掛かる処理」として繰り返し
アクセスしています。
ループが終了した時に「free」を実行してmalloc領域を開放しています。

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メインウインドウにWM_DESTROYメッセージが送られた時、これまで単に
そこで「CloseHandle(hSubThread);」とだけ書いていたのですが、
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malloc領域が開放されずにリークしてしまうのではないかと思いました。

 そこでイベントオブジェクトを使い、サブスレッドがループ処理中の
時には非シグナル状態にして、ループが終了しfreeで領域を開放した後
シグナル状態にするということにして、メインスレッドはそれを
WaitForSingleObjectで待つという構造にしました。

ところが「メインスレッドに待ちを作るな」という言葉通り、これでは
上手く行きませんでした。サブスレッドはその時間の掛かる処理の
最中でSendMassage等でメインスレッドの処理を促すような命令を
(例えばその処理の進捗状況を表示するなど)を幾つも行っていたので、
もしWaitFor~でメインを待たせると「サブスレッドの処理も進まなくなり
結果両方がロックして動かなくなってしまう」という悲しい状況に
嵌ってしまうのです。

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(例えばPostMessageに書き換えるなどもやってみたのですが、これは
全く意図した動作をしてくれない場合もあり)、別の方法では
どうしても代替できないケースもあって、全て消すというのは
現実的ではないのかもと。。

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あるいは単にデストロイ時にCloseHandleとするだけでも良いのでしょうか?

スレッドの安全な終了のさせ方

 メインスレッドにてCreateThread命令を使い、あるサブスレッドを作りました。
このサブスレッドは内部でmallocを使い動的に配列領域を確保して
その配列領域をforループ等で「かなり時間の掛かる処理」として繰り返し
アクセスしています。
ループが終了した時に「free」を実行してmalloc領域を開放しています。

アプリ終了時にメインスレッドからこのサブスレッドを終了させるのに
メインウインドウにWM_DESTROYメッセージが送られた時、これまで単に
そこで「CloseHandle(hSu...続きを読む

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>SetEvent(hEventObject1);//イベントオブジェクトをシグナルに
スレッド終了を判断する場合はスレッドのハンドル自身を見た方が確実です。
HANDLE thread_handle = ::CreateThread(略);
(略)
::WaitForSingleObject( thread_handle , INFINITE );
スレッドは終了時にハンドルがシグナル状態になります。


>SendMessage(hMainWnd,....);
>//メインウインドウに何かのメッセージを送信
>//なってた時に処理が進まなくなる。
名前から察するにhMainWndはメインスレッドで動いているようですが
そのメインスレッドの処理がWaitForSingleObjectによって止まっているのなら処理は返ってきません。
つまりサブスレッドがメインスレッドとなんらかのやりとりをしたいなら、
この時点でメイン側はWaitForSingleObjectで待ってはいけません。

1. Main -> Subに終了前準備しろと通知
2. Sub -> Mainに終了前準備完了を通知
3. Main -> Subに終了しろと通知
4. MainはSubが終了するのをWaitForSingleObjectで待つ。

>SetEvent(hEventObject1);//イベントオブジェクトをシグナルに
スレッド終了を判断する場合はスレッドのハンドル自身を見た方が確実です。
HANDLE thread_handle = ::CreateThread(略);
(略)
::WaitForSingleObject( thread_handle , INFINITE );
スレッドは終了時にハンドルがシグナル状態になります。


>SendMessage(hMainWnd,....);
>//メインウインドウに何かのメッセージを送信
>//なってた時に処理が進まなくなる。
名前から察するにhMainWndはメインスレッドで動いているようですが
そのメインスレッドの...続きを読む

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参考URL:http://www.katto.comm.waseda.ac.jp/~katto/Class/GazoTokuron/code/time.html

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あとは、メッセージキューイング製品を用いることも選択肢としてはあります。コスト的に許されればの話ですが。オープンソースもなくはないですが、試してみたことはないです。

といったところでしょうか。

ちなみにWindowsもプロセス間/スレッド間で用いるメッセージキューがありませんね。代わりにウインドウメッセージキューを用いることもありますが、信頼性が低い(Win3.1のころは最悪でした)。ウインドウを持たないスレッドに必ずウインドウメッセージキューを作成するあたりも少し不満が残ります。名前付きでオープンできないですし。代わりにmailslotをラップしてキューを実装してりしていました。最近はMSMQという選択肢もありますが。javaでもconcurrentパッケージがJDKに入ったのは最近ですし、こっちはプロセス間通信ができません。

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ただし、posixのメッセージキューは、実装により1プロセスがオープンできる数が著しく(32個とか)制限されていますし、SystemVのメッセージもOSの初期設定値が著しく低い値が設定されていたりして、現代的なマルチスレッドの設計には向いていないかもしれません。また、UNIXは所有者プロセスがいなくなってもリソースが残ってしまいますので、正直使い...続きを読む

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「ポインタ」「アドレス」と言われたら、 この例なら str, str+i が思い浮びます。
「文字変数のアドレス」だと
char c ;
に対しての
&c
が思い浮びます。

配列なら「添字」、意味的には「x文字目」ですね。

> for(i=0;;i++){
> if(*(str+i)=='/n') {
> *(str+i)='\0';
> break;
> }
> }
/nが\nの間違いなら、この方法で半分正解です。もう少し広い範囲(可能なら全体)で見ないことにはなんとも言えません。
fgetsが最大文字数に達したり、ファイルの最後になったりで、strに改行文字が含まれない場合には、このループは止まりません(Segmentension Falutになって止まる)

・そのような状態になってないか、予めチェックする
・ループを終了させる仕組みを用意しておく
: forの終了条件を記述する、for中で if(*(str+i)=='\0') { break;} 等としておく、等
といった対策が必要です。


あと細かいところを言えば
・strを配列で用意したなら *(s+i)じゃなくてs[i]でいいんじゃないかな
・あるいは char *pみたいにしておいて、 iのループでなく pでループを組む( for(p=str;*p!='\0';p++) )とか。

ポインタとかアドレスとか、C言語の用語としてあるものを別の意味に使うとまぎらわしいです。

「ポインタ」「アドレス」と言われたら、 この例なら str, str+i が思い浮びます。
「文字変数のアドレス」だと
char c ;
に対しての
&c
が思い浮びます。

配列なら「添字」、意味的には「x文字目」ですね。

> for(i=0;;i++){
> if(*(str+i)=='/n') {
> *(str+i)='\0';
> break;
> }
> }
/nが\nの間違いなら、この方法で半分正解です。もう少し広い範囲(可能なら全体)で見ないことにはなんとも言えません。
fgetsが...続きを読む


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