Ocenite etot tekst:



Mehanizmy mezhprocessnyh vzaimodejstvij v operacionnoj sisteme Unix

Sergej Kuznecov, uchebnye materialy konferencii Industriya Programmirovaniya 96, Centr Informacionnyh Tehnologij


Tradicionnyj podhod OS UNIX
- reakciya na slozhnosti Multics

Voznikshie problemy

Izbytochnyj nabor sistemnyh sredstv, prednaznachennyh dlya obespecheniya
vozmozhnosti vzaimodejstviya i sinhronizacii processov, kotorye
ne obyazatel'no svyazany otnosheniem rodstva



Paket sredstv IPC



Obshchie svojstva vseh treh mehanizmov:




Razdelyaemaya pamyat'


shmget
sozdaet novyj segment razdelyaemoj pamyati ili nahodit sushchestvuyushchij
segment s tem zhe klyuchom

shmat
podklyuchaet segment s ukazannym deskriptorom k virtual'noj pamyati
obrashchayushchegosya processa

shmdt
otklyuchaet ot virtual'noj pamyati ranee podklyuchennyj k nej segment
s ukazannym virtual'nym adresom nachala

shmctl
sluzhit dlya upravleniya parametrami, svyazannymi s sushchestvuyushchim segmentom

Posle podklyucheniya segmenta razdelyaemoj pamyati k virtual'noj
pamyati processa, on mozhet obrashchat'sya k sootvetstvuyushchim elementam
pamyati s ispol'zovaniem obychnyh mashinnyh komand chteniya i zapisi

shmid = shmget(key, size,
flag);



virtaddr = shmat(id, addr,
flags);



shmdt(addr);



shmctl(id, cmd, shsstatbuf);




Semafory


Obobshchenie klassicheskogo mehanizma semaforov obshchego
vida Diekstry

Celesoobraznost' obobshcheniya somnitel'na

Obychno ispol'zovalsya oblegchennyj variant dvoichnyh semaforov

Izvesten algoritm realizacii semaforov obshchego vida na osnove dvoichnyh

Semafor v OS UNIX:



Tri sistemnyh vyzova:



id = semget(key, count,
flag);



oldval = semop(id, oplist,
count);



|lement massiva oplist:



Esli proverka prav dostupa prohodit normal'no



Znachenie polya operacii polozhitel'no 



Znachenie polya operacii ravno nulyu 



Znachenie polya operacii otricatel'no 

(1) ego absolyutnoe znachenie men'she ili ravno znacheniyu
semafora



(2) znachenie semafora men'she absolyutnoj velichiny
polya operacii



Stremlenie dobit'sya vozmozhnosti izbegat' tupikovyh
situacij

Sistemnyj vyzov semop
vypolnyaetsya kak atomarnaya operaciya

Flag IPC_NOWAIT zastavlyaet
yadro OS UNIX ne blokirovat' tekushchij process



semctl(id, number, cmd,
arg);



Mozhno unichtozhit' individual'nyj semafor v ukazannoj
gruppe


Ocheredi soobshchenij


CHetyre sistemnyh vyzova:



msgqid = msgget(key, flag);

Soobshcheniya hranyatsya v vide svyaznogo spiska

Dekskriptor ocheredi soobshchenij - indeks v massive
zagolovkov ocheredej soobshchenij

V zagolovke ocheredi hranyatsya:




Struktury dannyh, ispol'zuemye dlya
organizacii ocheredej soobshchenij




msgsnd(msgqid, msg, count,
flag);



Usloviya uspeshnoj postanovki soobshcheniya v ochered':



Process prodolzhaet svoe vypolnenie

YAdro aktiviziruet (probuzhdaet) vse processy, ozhidayushchie postupleniya
soobshchenij iz ocheredi

Prevyshaetsya verhnij predel summarnoj dliny
soobshchenij 





count = msgrcv(id, msg,
maxcount, type, flag);



Znacheniem parametra type yavlyaetsya nul'



Znachenie type est' polozhitel'noe celoe chislo 



Znachenie type est' otricatel'noe celoe chislo 



V ocheredi otsutstvuyut soobshcheniya, sootvetstvuyushchie
specifikacii type



msgctl(id, cmd, mstatbuf);




Programmnye kanaly


Sozdanie neimenovannogo programmnogo kanala

pipe(fdptr);



Sozdanie imenovannyh programmnyh kanalov
(ili poluchenie dostupa k sushchestvuyushchim)

Obychnyj sistemnyj vyzov open



Zapis' i chtenie:  read
i write



Okonchanie raboty processa: close




Programmnye gnezda (sockets)


Podderzhivaemyj yadrom mehanizm, skryvayushchij osobennosti
setevoj sredy i pozvolyayushchij edinoobrazno vzaimodejstvovat' processam



Pervoe reshenie:



Tri sostavlyayushchih:




Odna iz vozmozhnyh konfiguracij
programmnyh gnezd




Dopustimye kombinacii protokolov i drajverov zadayutsya
pri konfiguracii sistemy



Po duhu organizaciya programmnyh gnezd blizka k idee
potokov

No menee gibkaya shema



Vzaimodejstvie processov osnovano na modeli "klient-server"



Programmnye gnezda s obshchimi kommunikacionnymi svojstvami,
takimi kak sposob imenovaniya i protokol'nyj format adresa, gruppiruyutsya
v domeny



Dva tipa programmnyh gnezd



Virtual'nye soedineniya:



Dejtagrammnye programmnye gnezda:



Po umolchaniyu obespechivaetsya podhodyashchij protokol
dlya kazhdoj dopustimoj kombinacii "domen-gnezdo"



Sozdanie novogo programmnogo gnezda:

sd = socket(domain, type,
protocol);



Zakrytie (unichtozhenie) gnezda

close(sd)

Svyazyvanie ranee sozdannogo programmnogo gnezda
s imenem:

bind(sd, socknm, socknlen);



Zapros svyazi s sushchestvuyushchim programmnym gnezdom
so storony processa-klienta:

connect(sd, socknm, socknlen);



Informirovaniya o tom, chto process-server planiruet
ustanovlenie virtual'nyh soedinenij cherez ukazannoe gnezdo:

listen(sd, qlength);



Vyborka processom-serverom ocherednogo zaprosa na
ustanovlenie soedineniya s ukazannym programmnym gnezdom sluzhit
funkciya accept:

nsd = accept(sd, address, addrlen);



Peredacha i priem dannyh cherez programmnye gnezda
s ustanovlennym virtual'nym soedineniem:

count = send(sd, msg, length,
flags);

count = recv(sd, buf, length,
flags);

V send:



V recv:



Vmesto send
i recv
mozhno ispol'zovat' read
i write



Dlya posylki i priema soobshchenij v dejtagrammnom
rezhime:

count = sendto(sd, msg,
length, flags, socknm, socknlen);

count = recvfrom(sd, buf,
length, flags, socknm, socknlen);



Nemedlennaya likvidaciya ustanovlennogo soedineniya:

shutdown(sd, mode);



shutdown otlichayutsya
ot close:




Potoki (streams)


UNIX System V



Pozvolyayut organizovyvat' raznoobraznye vidy kommunikacii
processov

Mnogoobrazie i slozhnost' nabora funkcij biblioteki
TLI

Otnositsya k teme realizacij semiurovnevoj modeli
ISO/OSI

Last-modified: Thu, 28 May 1998 14:33:09 GMT

Ocenite etot tekst: