UNIX: взаимодействие процессов - [3]

Шрифт
Интервал

ГЛАВА 1

Обзор средств взаимодействия процессов Unix

1.1. Введение

Аббревиатура IPC расшифровывается как interprocess communication, то есть взаимодействие процессов. Обычно под этим понимается передача сообщений различных видов между процессами в какой-либо операционной системе. При этом могут использоваться различные формы синхронизации, требуемой современными видами взаимодействия, осуществляемыми, например, через разделяемую память.

В процессе развития операционных систем семейства Unix за последние 30 лет методы передачи сообщений эволюционировали следующим образом:

■ Каналы (pipes — глава 4) были первой широко используемой формой взаимодействия процессов, доступной программам и пользователю (из интерпретатора команд). Основным недостатком каналов является невозможность их использования между процессами, не имеющими общего родителя (ancestor), но этот недостаток был устранен с появлением именованных каналов (named pipes), или каналов FIFO (глава 4).

■ Очереди сообщений стандарта System V (System V message queues — глава 4) были добавлены к ядрам System V в начале 80-х. Они могут использоваться для передачи сообщений между процессами на одном узле вне зависимости от того, являются ли эти процессы родственными. Несмотря на сохранившийся префикс «System V», большинство современных версий Unix, включая и те, которые не произошли от System V, поддерживают эти очереди.

ПРИМЕЧАНИЕ

В отношении процессов Unix термин «родство» означает, что у процессов имеется общий предок. Подразумевается, что процессы, являющиеся родственниками, были созданы этим процессом-предком с помощью одной или нескольких «вилок» (forks). Простейшим примером будет вызов fork некоторым процессом дважды, что приведет к созданию двух порожденных процессов. Тогда можно говорить о родстве этих процессов между собой. Естественно, каждый порожденный процесс является родственником породившего. Родитель может позаботиться о возможности взаимодействия с порожденным процессом (создав канал или очередь сообщений) перед вызовом fork, и этот объект IPC будет унаследован порожденным процессом. Более подробно о наследовании объектов IPC рассказано в табл. 1.4. Нужно также отметить, что все процессы Unix теоретически являются потомками процесса init, который запускает все необходимое в процессе загрузки системы (bootstrapping). С практической точки зрения отсчет родства процессов лучше вести с оболочки (login shell) и всех процессов, ею созданных. В главе 9 [24] рассказано о сеансах и родственных отношениях процессов более подробно. 

ПРИМЕЧАНИЕ

Примечания вроде этого будут использоваться нами для того, чтобы уточнять особенности реализации, давать исторические справки и полезные советы. 

■ Очереди сообщений Posix (Posix message queues — глава 5) были добавлены в стандарт Posix (1003.1b-1993, о котором более подробно рассказано в разделе 1.7). Они могут использоваться для взаимодействия родственных и неродственных процессов на каком-либо узле.

■ Удаленный вызов процедур (remote procedure calls — RPC, часть 5) появился в 80-х в качестве средства для вызова функций на одной системе (сервере) программой, выполняемой на другой системе (клиенте). Это средство было разработано в качестве альтернативы для упрощения сетевого программирования. Поскольку между клиентом и сервером обычно передается информация (передаются аргументы для вызова функции и возвращаемые значения) и поскольку удаленный вызов процедур может использоваться между клиентом и сервером на одном узле, RPC можно также считать одной из форм передачи сообщений.

Интересно также взглянуть на эволюцию различных форм синхронизации в процессе развития Unix:

■ Самые первые программы, которым требовалась синхронизация (чаще всего для предотвращения одновременного изменения содержимого файла несколькими процессами), использовали особенности файловой системы, некоторые из которых описаны в разделе 9.8,

■ Возможность блокирования записей (record locking — глава 9) была добавлена к ядрам Unix в начале 80-х и стандартизована в версии Posix.1 в 1988.

■ Семафоры System V (System V semaphores — глава 11) были добавлены вместе с возможностью совместного использования памяти (System V shared memory — глава 14) и одновременно с очередями сообщений System V (начало 80-х). Эти IPC поддерживаются большинством современных версий Unix.

■ Семафоры Posix (Posix semaphores — глава 10) и разделяемая память Posix (Posix shared memory— глава 13) были также добавлены в стандарт Posix (1003.1b-1993, который ранее упоминался в связи с очередями сообщений Posix).

■ Взаимные исключения и условные переменные (mutex, conditional variable — глава 7) представляют собой две формы синхронизации, определенные стандартом программных потоков Posix (Posix threads, Pthreads — 1003.1с-1995). Хотя обычно они используются для синхронизации между потоками, их можно применять и при организации взаимодействия процессов.

■ Блокировки чтения-записи (read-write locks — глава 8) представляют собой дополнительную форму синхронизации. Она еще не включена в стандарт Posix, но, вероятно, скоро будет.


Еще от автора Уильям Ричард Стивенс
UNIX: разработка сетевых приложений

Новое издание книги, посвященной созданию веб-серверов, клиент-серверных приложений или любого другого сетевого программного обеспечения в операционной системе UNIX, — классическое руководство по сетевым программным интерфейсам, в частности сокетам. Оно основано на трудах Уильяма Стивенса и полностью переработано и обновлено двумя ведущими экспертами по сетевому программированию. В книгу включено описание ключевых современных стандартов, реализаций и методов, она содержит большое количество иллюстрирующих примеров и может использоваться как учебник по программированию в сетях, так и в качестве справочника для опытных программистов.


Рекомендуем почитать
Яйцо кукушки или Преследуя шпиона в компьютерном лабиринте

В отличие от плохого танцора, хорошему сисадмину мешают только кукушкины яйца. Их откладывают в его компьютер злобные хакеры, чтобы из них вылупились программы, делающие своего папу-кукушку суперпользователем. Но сколько кабелю не виться — а кончику быть: бравый сисадмин не дремлет и за годик-другой выводит злоумышленников на чистую воду: на этот раз хакерская тусовка круто пролетела. Такого предельно краткое содержание классической книги эксперта по компьютерной безопасности Клиффа Столла «Яйцо кукушки».


Разработка приложений в среде Linux

Книга известных профессионалов в области разработки коммерческих приложений в Linux представляет собой отличный справочник для широкого круга программистов в Linux, а также тех разработчиков на языке С, которые перешли в среду Linux из других операционных систем. Подробно рассматриваются концепции, лежащие в основе процесса создания системных приложений, а также разнообразные доступные инструменты и библиотеки. Среди рассматриваемых в книге вопросов можно выделить анализ особенностей применения лицензий GNU, использование свободно распространяемых компиляторов и библиотек, системное программирование для Linux, а также написание и отладка собственных переносимых библиотек.



Серверные технологии хранения данных в среде Windows® 2000 Windows® Server 2003

Книга предназначена для читателей, хорошо знакомых с компьютерными системами и индустрией информационных технологий и желающих расширить познания в области систем хранения данных и архитектуры Windows NT, непосредственно связанной с подобными системами. В книге описываются корпоративные системы хранения данных, в то время как системам потребительского уровня уделяется меньше внимания. В этом издании сделана попытка поддержать интересы специалистов по программному обеспечению, мало знакомых с технологиями хранения данных, и профессионалов в области систем хранения данных, которые стремятся получить дополнительные знания по архитектуре обработки и хранения данных в Windows NT.


Перспективы свободного программного обеспечения в сфере государственного управления и бюджетном секторе

n1`Глава 2 из отчета Фонда Новая экономика Министерству экономического развития и торговли по теме «Анализ результатов и разработка предложений по созданию механизмов поддержки (в том числе за счет средств федерального бюджета) проектов по использованию ИКТ в экономике, социальной сфере, государственном управлении на региональном и муниципальном уровнях власти». Работа выполнена в рамках ФЦП «Электронная Россия». Дается очерк перспектив модели коммерческого программного обеспечения, известной как свободное программное обеспечение (СПО), в части удовлетворения потребности государственных органов и организаций в компьютерных программах, в сравнении с альтернативной (несвободной) моделью.


64 килобайта о Фидо

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Секреты кроя и шитья без примерок и подгонок

На страницах этой книги вы найдете подробные описания и пояснения к разбору моделей и основным законам конструирования и моделирования, начиная со снятия мерок и кончая созданием завершенного варианта чертежа выкройки. Автор виртуозно привязывает каждое изделие к индивидуальной фигуре с ее неповторимым рельефом. Благодаря советам Галии Злачевской вы сможете понять и повторить ее действия и в итоге комфортно и красиво одеть любую фигуру. Цель работы автора – практическое воплощение предлагаемой идеи в одежду на конкретного человека.


Первичная консультация. Установление контакта и завоевание доверия

В руководстве, написанном известными специалистами, психологом Сарой Файн и социальным работником Полом Глассером, рассматриваются закономерности и особенности начального этапа взаимодействия консультанта и клиента. Детально описаны динамика психотерапевтического процесса и приемы установления контакта и завоевания доверия во время первичной консультации различных групп клиентов, как добровольных, так и недобровольных.Книга предназначена как для начинающих, так и для опытных специалистов, в задачи которых входит оказание помощи другим людям: психологам, социальным работникам, юристам, педагогам и т. д.


Оригами

Если вы любознательны, наделены фантазией и любите создавать что-либо своими руками, то эта книга для вас. Оригами – уникальное японское искусство складывания бумажных фигурок – вот уже в течение многих веков привлекает людей разных возрастов и национальностей. И действительно, в обычном листе кроются неограниченные комбинаторские возможности. В этом вы убедитесь, воспользовавшись приведенными в этой книге советами и рекомендациями, макетами классических и авторских моделей, многочисленными рисунками, подробно разъясняющими, как овладеть техникой оригами.


Лучшие модели на любую фигуру без примерок и подгонок

Книга представляет собой сборник, который содержит схемы построения чертежей из двух предыдущих бестселлеров автора, а также предлагает ряд новых моделей. Галия Злачевская – автор эксклюзивной методики конструирования швейных изделий. Особенность ее метода в том, что вариант построения модели подбирается с учетом особенностей силуэта фигуры, поэтому крой сразу получается точным. И главное – больше никаких примерок и подгонок! Следуя простым рекомендациям автора, вы легко сможете «шаг за шагом» освоить эту методику и в итоге – получите идеально сидящую вещь.Вы научитесь создавать современные, неповторимые и оригинальные модели для мужчин, женщин, детей и даже малышей до 3 лет с минимальными затратами времени и сил.