А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Подсистема управления процессамиРабота с объектамиSystem V во многом похожа на работу с файлами вUNIX. Одним из различий является то, что файловые дескрипторы имеютзначимость в контексте процесса, в то время как значимость дескрипторовобъектов IPC распространяется на всю систему. Так файловый дескриптор3 одного процесса в общем случае никак не связан с дескриптором 3 дру!гого неродственного процесса (т. е. эти дескрипторы ссылаются на раз!личные файлы). Иначе обстоит дело с дескрипторами объектов IPC.
Всепроцессы, использующие, скажем, одну очередь сообщений, получат оди!наковые дескрипторы этого объекта.Для каждого из объектов IPC ядро поддерживает соответствующую струк!туру данных, отличную для каждого типа объекта(очереди сообще!ний, семафора или разделяемой памяти). Общей у этих данных являетсяструктураописывающая права доступа к объекту, подобно то!му, как это делается для файлов. Основными полями этой структуры яв!ляются:Идентификатор владельца%пользователя объектаИдентификатор владельца%группы объектаUID создателя объектаcgidсоздателя объектаПрава доступа на чтение и запись для всех классов доступа (9 битов)Ключ объектаПрава доступа (как и для файлов) определяют возможные операции, кото!рые может выполнять над объектом конкретный процесс (получение дос!тупа к существующему объекту, чтение, запись и удаление).Заметим, что система не удаляет созданные объекты IPC даже тогда, когдани один процесс не пользуется ими.
Удаление созданных объектов являет!ся обязанностью процессов, которым для этого предоставляются соответ!ствующие функции управленияsemctl(2),С помощьюэтих функций процесс может получить и установить ряд полей внутреннихструктур, поддерживаемых системой для объектова также удалитьсозданные объекты. Безусловно, как и во многих других случаях использо!вания объектов IPC процессы предварительно должны "договориться", ка!кой процесс и когда удалит объект.
Чаще всего, таким процессом являетсясервер.СообщенияКак уже обсуждалось, очереди сообщений являются составной частьюUNIX System V, они обслуживаются операционной системой, размещают!ся в адресном пространстве ядра и являются разделяемым системным ре!сурсом. Каждая очередь сообщений имеет свой уникальный идентифика!тор. Процессы могут записывать и считывать сообщения из различныхочередей. Процесс, пославший сообщение в очередь, может не ожидатьwww.books-shop.comпроцессами249чтения этого сообщения каким!либо другим процессом. Он может закон!чить свое выполнение, оставив в очереди сообщение, которое будет про!читано другим процессом позже.Данная возможность позволяет процессам обмениваться структурирован!ными данными, имеющими следующие атрибуты:Тип сообщения (позволяет мультиплексировать сообщения в однойочереди)Длина данных сообщения в байтах (может быть нулевой)Собственно данные (если длина ненулевая, могут быть структуриро!ванными)Очередь сообщений хранится в виде внутреннего однонаправленного свя!занного списка в адресном пространстве ядра.
Для каждой очереди ядросоздает заголовок очередигде содержится информация о пра!вах доступа к очередиее текущем состоянии (msg_cbytes —число байтов и— число сообщений в очереди), а также указате!ли на первоеи последнеесообщения, хранящие!ся в виде связанного списка (рис.
3.18). Каждый элемент этого списка яв!ляется отдельным сообщением.С о о б щ е н и яРис. 3.18. Структура очереди сообщенийДля создания новой очереди сообщений или для доступа к существующейиспользуется системный вызов#include<sys/ipc.h>Ⱦɚɧɧɚɹɜɟɪɫɢɹɤɧɢɝɢɜɵɩɭɳɟɧɚɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɦɢɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨɦ%RRNVVKRSɊɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟɩɪɨɞɚɠɚɩɟɪɟɡɚɩɢɫɶɞɚɧɧɨɣɤɧɢɝɢɢɥɢɟɟɱɚɫɬɟɣɁȺɉɊȿɓȿɇɕɈɜɫɟɯɧɚɪɭɲɟɧɢɹɯɩɪɨɫɶɛɚɫɨɨɛɳɚɬɶɩɨɚɞɪɟɫɭpiracy@books-shop.com2503.#includeintуправления процессамиkey_t key, intФункция возвращает дескриптор объекта!очереди, либо !1 в случае ошибки.Подобно файловому дескриптору, этот идентификатор используется процес!сом для работы с очередью сообщений.
В частности, процесс может:Помещать в очередь сообщения с помощью функцииПолучать сообщения определенного типа из очереди с помощьюфункцииУправлять сообщениями с помощью функцииПеречисленные системные вызовы манипулирования сообщениями имеютследующий вид:<sys/ipc.h>ttinclude <sys/msg.h>intintconst voidmsgsz, intmsqid, void *msgp,msgsz, longintЗдесьявляется дескриптором объекта, полученного в результате вы!зоваПараметруказывает на буфер, содержащий тип сооб!щения и его данные, размер которого равен m s g s z байт. Буфер имеет сле!дующие поля:longcharтип сообщенияданные сообщенияАргумент m s g t y p указывает на тип сообщения и используется для их вы!борочного получения. Если msgtyp равен 0, функцияполучитпервое сообщение из очереди.
Если величина msgtyp выше 0, будет полу!чено первое сообщение указанного типа. Если msgtyp меньше 0, функцияполучит сообщение с минимальным значением типа, меньше илиравного абсолютному значению msgtyp.Очереди сообщений обладают весьма полезным свойством — в одной оче!реди можно мультиплексировать сообщения от различных процессов. Длядемультиплексирования используется атрибут msgtype, на основании ко!торого любой процесс может фильтровать сообщения с помощью функциикак это было показано выше.Рассмотрим типичную ситуацию взаимодействия процессов, когда сервер!ный процесс обменивается данными с несколькими клиентами. Свойствомультиплексирования позволяет использовать для такого обмена одну оче!редь сообщений.
Для этого сообщениям, направляемым от любого из кли!ентов серверу, будем присваивать значение типа, скажем, равным 1. Еслиwww.books-shop.com251между процессамив теле сообщения клиент каким!либо образом идентифицирует себя(например, передает свой PID), то сервер сможет передать сообщениеконкретному клиенту, присваивая тип сообщения равным этому иденти!фикатору.Поскольку функция msgrcv(2) позволяет принимать сообщения определен!ного типа (типов), сервер будет принимать сообщения с типом 1, а клиен!ты — сообщения с типами, равными идентификаторам их процессов.
Схе!ма такого взаимодействия представлена на рис. 3.19.ОчередьсообщенийгРис. 3.19.сообщений в одной очередиАтрибуттакже можно использовать для изменения порядка из!влечения сообщений из очереди. Стандартный порядок получения сооб!щений аналогичен принципу FIFO — сообщения получаются в порядке ихзаписи. Однако используя тип, например, для назначения приоритета со!общений, этот порядок легко изменить.Пример приложения "Здравствуй,использующего сообщения:Файл описания mesg.hMAXBUFF80PERMструктуру нашегоОна может отличатьсяструктуры msgbuf, но должна содержать полеВ данном случаеструктура сообщения состоит из буфераstruct our msgbuf {mtype;www.books-shop.com252Глава 3.управления процессамиchar} Message;Сервер:ttinclude <sys/ipc.h>ttincludettinclude{нашего сообщения (может отличаться от структурыMessagemessage;key_tkey;msgid, length,if ( (key =<получить)/*Тип принимаемыхочередьif ( (msgidPERM |создатьn =сообщение поступило,if (n > 0) {if<}выведем его содержимое наn) != n) {}}else {чтения}/*Удалить очередь поручимexitКлиент:ttincludettinclude <sys/ipc.h>ttincludettinclude "mesg.h"main{нашего сообщения (может отличаться от структурыMessagemessage;key_tint msgid, length;/*Тип посылаемого сообщения, может использоваться для=www.books-shop.comпроцессами253if ( (key =<получитьexit(l); }доступ к очереди сообщений, очередь уже должна быть созданаif (=<получить доступ к}строку вif ( (length ="Здравствуй,копирования вif<}(void *)length, 0)записи сообщения в}очередьif0) <удаления}}СемафорыДля синхронизации процессов, а точнее, для синхронизации доступа не!скольких процессов к разделяемым ресурсам, используются семафоры.
Яв!ляясь одной из форм IPC, семафоры не предназначены для обмена боль!шими объемами данных, как в случае FIFO или очередей сообщений.Вместо этого, они выполняют функцию, полностью соответствующую сво!ему названию — разрешать или запрещать процессу использование тогоили иного разделяемого ресурса.Применение семафоров поясним на простом примере. Допустим, имеетсянекий разделяемый ресурс (например, файл).
Необходимо блокироватьдоступ к ресурсу для других процессов, когда некий процесс производитоперацию над ресурсом (например, записывает в файл). Для этого свяжемс данным ресурсом некую целочисленную величину — счетчик, доступныйдля всех процессов. Примем, что значение 1 счетчика означает доступ!ность ресурса, 0 — его недоступность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
