面试题：C语言实现Linux C语言prefork模型负载均衡策略中的关键代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <semaphore.h>

#define CHILD_PROCESS_NUM 3

sem_t *semaphores[CHILD_PROCESS_NUM];

void child_process(int index) {
    while (1) {
        sem_wait(semaphores[index]);
        // 模拟处理任务
        printf("Child process %d is handling a task.\n", index);
        sleep(1);
    }
}

int main() {
    pid_t pids[CHILD_PROCESS_NUM];

    for (int i = 0; i < CHILD_PROCESS_NUM; i++) {
        char sem_name[20];
        snprintf(sem_name, sizeof(sem_name), "/sem_%d", i);
        semaphores[i] = sem_open(sem_name, O_CREAT, 0666, 0);
        if (semaphores[i] == SEM_FAILED) {
            perror("sem_open");
            return 1;
        }

        pids[i] = fork();
        if (pids[i] == -1) {
            perror("fork");
            return 1;
        } else if (pids[i] == 0) {
            child_process(i);
            exit(0);
        }
    }

    // 模拟产生任务
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int random_index = rand() % CHILD_PROCESS_NUM;
        sem_post(semaphores[random_index]);
    }

    for (int i = 0; i < CHILD_PROCESS_NUM; i++) {
        waitpid(pids[i], NULL, 0);
        sem_close(semaphores[i]);
        char sem_name[20];
        snprintf(sem_name, sizeof(sem_name), "/sem_%d", i);
        sem_unlink(sem_name);
    }

    return 0;
}

关键部分作用说明

信号量初始化：
- 使用sem_open函数创建并初始化了CHILD_PROCESS_NUM个信号量，每个信号量对应一个子进程，初始值为0。这些信号量用于控制子进程对任务的处理，通过信号量来实现任务的分配。
子进程创建：
- 使用fork函数创建了CHILD_PROCESS_NUM个子进程，每个子进程进入child_process函数。
子进程处理任务：
- 在child_process函数中，子进程通过sem_wait等待对应的信号量，当信号量的值大于0时，子进程获取信号量并开始处理任务，模拟处理任务的部分通过printf和sleep实现。
任务分配：
- 在主进程中，通过rand() % CHILD_PROCESS_NUM随机选择一个子进程对应的信号量，然后使用sem_post增加该信号量的值，从而通知对应的子进程有新任务。
清理资源：
- 主进程通过waitpid等待所有子进程结束，然后使用sem_close关闭信号量，使用sem_unlink删除信号量，以清理资源。

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面试题：C语言实现Linux C语言prefork模型负载均衡策略中的关键代码

知识考点

面试题答案

关键部分作用说明