А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 48
Текст из файла (страница 48)
При этом использо!вался программный канал, обеспечивающий однонаправленную передачуданных между двумя задачами.Для создания канала используется системный вызовкоторый возвращает два файловых дескриптора —[0] для записи вканал и[1] для чтения из канала. Теперь, если один процесс за!писывает данные вдругой сможет получить эти данные изfildesВопрос только в том, как другой процесс сможет получить самфайловый дескриптор[1] ?Вспомним наследуемые атрибуты при создании процесса. Дочерний про!цесс наследует и разделяет все назначенные файловые дескрипторы роди!тельского. То есть доступ к дескрипторам f i l d e s канала может получитьсам процесс,pipe(2), и его дочерние процессы.
В этомНапример, длясистемы(DNS)таким образом используется сиг!налпо существу являющийся командой обновления базы данных.www.books-shop.com243процессамичается серьезный недостаток каналов, поскольку они могут быть исполь!зованы для передачи данных только между родственными процессами.Каналы не могут использоваться в качестве средства межпроцессноговзаимодействия между независимыми процессами.Хотя в приведенном примере может показаться, что процессыинезависимы, на самом деле оба этих процесса создаются процессомshell и являются родственными.Рис. 3.17.
Создание канала между задачами cat(1) иFIFOНазвание каналов FIFO происходит от выражения First In First Out (пер!вый вошел — первый вышел). FIFO очень похожи на каналы, посколькуявляются однонаправленным средством передачи данных, причем чтениеданных происходит в порядке их записи. Однако в отличие от программ!ных каналов, FIFO имеют имена, которые позволяют независимым про!цессам получить к этим объектам доступ.
Поэтому иногда FIFO также на!зывают именованными каналами. FIFO являются средством UNIX System Vи не используются в BSD. Впервые FIFO были представлены в System III,однако они до сих пор не документированы и поэтому мало используются.FIFO является отдельным типом файла в файловой системе UNIXпокажет символ р в первой позиции, см. раздел "Файлы и файловая систе!ма UNIX" главы 1).
Для создания FIFO используется системный вызовintгдеint mode, intpathname — имя файла в файловой системе (имя FIFO),mode — флаги владения, прав доступа и т. д. (см. поле mode файла),dev — при создании FIFO игнорируется.www.books-shop.com244Глава 3.процессамиFIFO может быть создан и из командной строки shell:name p$После создания FIFO может быть открыт на запись и чтение, причем за!пись и чтение могут происходить в разных независимых процессах.Каналы FIFO и обычные каналы работают по следующим правилам:1. При чтении меньшего числа байтов, чем находится в канале илиFIFO, возвращается требуемое число байтов, остаток сохраняется дляпоследующих чтений.2.
При чтении большего числа байтов, чем находится в канале или FIFO,возвращается доступное число байтов. Процесс, читающий из канала,должен соответствующим образом обработать ситуацию, когда прочи!тано меньше, чем заказано.3. Если канал пуст и ни один процесс не открыл его на запись, при чте!нии из канала будет получено 0 байтов. Если один или более процес!сов открыли канал для записи, вызовбудет заблокирован допоявления данных (если для канала или FIFO не установлен флаг от!сутствия блокирования O_NDELAY).4. Запись числа байтов, меньшего емкости канала или FIFO, гарантиро!ванно атомарно. Это означает, что в случае, когда несколько процес!сов одновременно записывают в канал, порции данных от этих про!цессов не перемешиваются.5. При записи большего числа байтов, чем это позволяет канал илиFIFO, вызовблокируется до освобождения требуемого места.При этом атомарность операции не гарантируется.
Если процесс пы!тается записать данные в канал, не открытый ни одним процессом начтение, процессу генерируется сигнал SIGPIPE, а вызоввоз!вращает 0 с установкой ошибки(если процесс не уста!новил обработки сигнала SIGPIPE, производится обработка по умол!чанию — процесс завершается).В качестве примера приведем простейший пример приложения клиент!сервер, использующего FIFO для обмена данными. Следуя традиции, кли!ент посылает серверу сообщение "Здравствуй,а сервер выводит этосообщение на терминал.Сервер:<sys/stat.h>FIFO#define80(){www.books-shop.comпроцессами245char/*буфер для чтения данных из/*Создадим специальный файл FIFO с открытыми для всех правамидоступа на чтение иif (S_IFIFO I 0666, 0)<0){создать}/*Получим доступ кif ( (= open(FIFO,<открыть}/*Прочитаем сообщениеи выведем его наwhile ( (n = read(readfd, buff,ifbuff, n) != n) {printf/*3акроем FIFO, удаление FIFO — делоclose> 0)}exit (0)Клиент:об имениFIFO{int writefd, n;/*Получим доступ кif ( (writefd = open(FIFO,<открыть/*Передадим сообщение серверуif"Здравствуй,}18)!= 18)}/*3акроем/*Удалимif<удалить}exit (0)Идентификаторы и имена вКак было показано, отсутствие имен у каналов делает их недоступнымидля независимых процессов.
Этот недостаток устранен у FIFO, которыеимеют имена. Другие средства межпроцессного взаимодействия, являю!щиеся более сложными, требуют дополнительных соглашений по именамwww.books-shop.com2463.управления процессамии идентификаторам. Множество возможных имен объектов конкретноготипа межпроцессного взаимодействия называется пространством имен(name space). Имена являются важным компонентом системы межпро!взаимодействия для всех объектов, кроме каналов, поскольку по!зволяют различным процессам получить доступ к общему объекту. Так,именем FIFO является имя файла именованного канала.
Используя услов!ленное имя созданного FIFO два процесса могут обращаться к этому объ!екту для обмена данными.Для таких объектов IPC, как очереди сообщений, семафоры и разделяемаяпамять, процесс назначения имени является более сложным, чем простоуказание имени файла. Имя для этих объектов называется ключом (key) игенерируется функцией ftok(3C) из двух компонентов — имени файла иидентификатора проекта:ftok (charcharВ качестве filename можно использовать имя некоторого файла, извест!ное взаимодействующим процессам.
Например, это может быть имя про!граммы!сервера. Важно, чтобы этот файл существовал на момент созданияключа. Также нежелательно использовать имя файла, который создается иудаляется в процессе работы распределенного приложения, поскольку пригенерации ключа используется номерфайла. Вновь созданный файлможет иметь другой inode и впоследствии процесс, желающий иметь дос!туп к объекту, получит неверный ключ.Пространство имен позволяет создавать и совместно использоватьне!родственным процессам.
Однако для ссылок на уже созданные объектыиспользуются идентификаторы, точно так же, как файловый дескрипториспользуется для работы с файлом, открытым по имени.Каждое из перечисленных IPC имеет свой уникальный дескриптор(идентификатор), используемый ОС (ядром) для работы с объектом. Уни!кальность дескриптора обеспечивается уникальностью дескриптора длякаждого из типов объектов (очереди сообщений, семафоры и разделяемаяпамять), т.
е. какая!либо очередь сообщений может иметь тот же числен!ный идентификатор, что и разделяемая область памяти (хотя любые двеочереди сообщений должны иметь различные идентификаторы).Таблица 3.5. Идентификация объектов IPCОбъект IPCПространство именДескрипторКаналFIFO—Имя файлаФайловый дескрипторФайловый дескрипторОчередь сообщенийКлючИдентификаторwww.books-shop.comпроцессами247Таблица 3.5Объект IPCСемафорРазделяемая памятьПространство именКлючКлючДескрипторИдентификаторИдентификаторРабота с объектами IPC System V во многом сходна.
Для создания или по!лучения доступа к объекту используются соответствующие системные вы!зовы get:для очереди сообщений,для семафора идля разделяемой памяти. Все эти вызовы возвращают дескрипторобъекта в случае успеха и !1 в случае неудачи. Отметим, что функции getпозволяют процессу получить ссылку на объект, которой по существу яв!ляется возвращаемый дескриптор, но не позволяют производить конкрет!ные операции над объектом (помещать или получать сообщения изди сообщений, устанавливать семафор или записывать данные в разделяе!мую память.
Все функции get в качестве аргументов используют ключ keyи флажки создания объекта ipcflag. Остальные аргументы зависят отконкретного типа объекта. Переменная i p c f l a g определяет правак объекту PERM, а также указывает, создается ли новый объект или требу!ется доступ кПоследнее определяется комбинацией (илиотсутствием) флажковиПрава доступа к объекту указываются набором флажков доступа, подобнотому, как это делается для файлов:Значение PERM (ввосьмеричном виде)040002000040002000040002Аналог правдоступа дляфайловr%%%%%%%%wРазрешеноЧтение для владельца%пользователяЗапись для владельца%пользователяЧтение для владельца%группыЗапись для владельца%группыЧтение для всех остальныхЗапись для всех остальныхКомбинацией флажков можно добиться различных результатов:Значение аргу[мента ipcflagPERMIPCРезультат действия функцииОбъект существуетОбъект не существуетВозвращает дескрипторОшибка: отсутствие объекта (ENOENT)Возвращает дескрипторСоздает объект с соответствующимиPERM правами доступаPERM I IPC_CREAT!Ошибка:уже суще! Создает объект с соответствующимидоступаwww.books-shop.com248Глава 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
