UNIX: взаимодействие процессов

• Предисловие

• ЧАСТЬ 1 ВВЕДЕНИЕ В IPC UNIX
• ГЛАВА 1 Обзор средств взаимодействия процессов Unix
• 1.1. Введение
• 1.2. Процессы, потоки и общий доступ к информации
• Потоки
• 1.3. Живучесть объектов IPC
• 1.4. Пространства имен
• 1.5. Действие команд fork, exec и exit на объекты IPC
• 1.6. Обработка ошибок: функции-обертки
• Значение errno
• 1.7. Стандарты Unix
• Posix
• The Open Group
• Версии Unix и переносимость
• 1.8. Комментарий к примерам IPC
• 1.9. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 2 Posix IPC
• 2.1. Введение
• 2.2. Имена IPC
• Функция px_ipc_name
• 2.3. Создание и открытие каналов IPC
• 2.4. Разрешения IPC
• 2.5. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 3 System V IPC
• 3.1. Введение
• 3.2. Ключи типа key_t и функция ftok
• Пример
• 3.3. Структура ipc_perm
• 3.4. Создание и открытие каналов IPC
• 3.5. Разрешения IPC
• 3.6. Повторное использование идентификаторов
• 3.7. Программы ipcs и ipcrm
• 3.8. Ограничения ядра
• 3.9. Резюме
• Упражнения

• ЧАСТЬ 2 ОБМЕН СООБЩЕНИЯМИ
• ГЛАВА 4 Именованные и неименованные каналы
• 4.1. Введение
• 4.2. Приложение типа клиент-сервер
• 4.3. Программные каналы
• Пример
• 4.4. Двусторонние каналы
• 4.5. Функции popen и pclose
• Пример
• 4.6. Именованные каналы (FIFO)
• Пример
• Пример: неродственные клиент и сервер
• 4.7. Некоторые свойства именованных и неименованных каналов
• 4.8. Один сервер, несколько клиентов
• Открытие файла и отправка его в FIFO клиента
• Атомарность записи в FIFO
• FIFO и NFS
• 4.9. Последовательные и параллельные серверы
• Атака типа «отказ в обслуживании»
• 4.10. Потоки и сообщения
• 4.11. Ограничения программных каналов и FIFO
• 4.12. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 5 Очереди сообщений Posix
• 5.1. Введение
• 5.2. Функции mq_open, mq_close, mq_unlink
• Пример: программа mqcreate1
• Пример: программа mqunlink
• 5.3. Функции mq_getattr и mq_setattr
• Пример: программа mqgetattr
• Пример: программа mqcreate
• 5.4. Функции mqsend и mqreceive
• Пример: программа mqsend
• Пример: программа mqreceive
• 5.5. Ограничения очередей сообщений
• Пример: программа mqsysconf
• 5.6. Функция mq_notify
• Пример: простая программа с уведомлением
• Сигналы Posix: функции типа Async-Signal-Safe
• Пример: уведомление сигналом
• Пример: уведомление сигналом с отключением блокировки
• Пример: уведомление с использованием sigwait вместо обработчика
• Пример: очереди сообщений Posix и функция select
• Пример: запуск нового потока
• 5.7. Сигналы реального времени Posix
• Пример
• Функция signal_rt
• 5.8. Реализация с использованием отображения в память
• Функция mq_open
• Функция mq_close
• Функция mq_unlink
• Функция mq_getattr
• Функция mq_setattr
• Функция mq_notify
• Функция mq_send
• Функция mq_receive
• 5.9. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 6 Очереди сообщений System V
• 6.1. Введениеы
• 6.2. Функция msgget
• 6.3. Функция msgsnd
• 6.4. Функция msgrcv
• 6.5. Функция msgctl
• Пример
• 6.6. Простые примеры
• Программа msgcreate
• Программа msgsnd
• Программа msgrcv
• Программа msgrmid
• Примеры
• Программа msgrcvid
• 6.7. Пример программы клиент-сервер
• 6.8. Мультиплексирование сообщений
• Пример: одна очередь на приложение
• Пример: одна очередь для каждого клиента
• 6.9. Использование select и poll с очередями сообщений
• 6.10. Ограничения, накладываемые на очереди сообщений
• Пример
• 6.11.Резюме
• Упражнения

• ЧАСТЬ 3 СИНХРОНИЗАЦИЯ
• ГЛАВА 7 Взаимные исключения и условные переменные
• 7.1. Введение
• 7.2. Взаимные исключения: установка и снятие блокировки
• 7.3. Схема производитель-потребитель
• 7.4. Блокировка и ожидание
• 7.5. Условные переменные: ожидание и сигнализация
• Исключение конфликтов блокировок
• 7.6. Условные переменные: время ожидания и широковещательная передача
• 7.7. Атрибуты взаимных исключений и условных переменных
• Завершение процесса, заблокировавшего ресурс
• 7.8. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 8 Блокировки чтения-записи
• 8.1. Введение
• 8.2. Получение и сброс блокировки чтения-записи
• 8.3. Атрибуты блокировки чтения-записи
• 8.4. Реализация с использованием взаимных исключений и условных переменных
• Тип данных pthread_rwlock_t
• Функция pthread_rwlock_init
• Функция pthread_rwlock destroy
• Функция pthread_rwlock_rdlock
• Функция pthread_rwlock_tryrdlock
• Функция pthread_rwlock_wrlock
• Функция pthread_rwlock_trywrlock
• Функция pthread_rwlock_unlock
• 8.5. Отмена выполнения потоков
• Пример
• 8.6. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 9 Блокирование записей
• 9.1. Введение
• 9.2. Блокирование записей и файлов
• История
• 9.3. Блокирование записей с помощью fcntl по стандарту Posix
• Пример
• Пример: упрощение с помощью макросов
• 9.4. Рекомендательная блокировка
• Пример: несотрудничающие процессы
• 9.5. Обязательная блокировка
• Пример
• 9.6. Приоритет чтения и записи
• Пример: блокировка на чтение при наличии в очереди блокировки на запись
• Пример: имеют ли приоритет запросы на запись перед запросами на чтение?
• 9.7. Запуск единственного экземпляра демона
• 9.8. Блокирование файлов
• 9.9. Блокирование в NFS
• 9.10. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 10 Семафоры Posix
• 10.1.Введение
• 10.2. Функции sem_open, sem_close и sem_unlink
• 10.3. Функции sem_wait и sem_trywait
• 10.4. Функции sem_post и sem_getvalue
• 10.5. Простые примеры
• Программа semcreate
• Программа semunlink
• Программа semgetvalue
• Программа semwait
• Программа sempost
• Примеры
• 10.6. Задача производителей и потребителей
• Зависание
• 10.7. Блокирование файлов
• 10.8. Функции sem_init и sem_destroy
• Пример
• 10.9. Несколько производителей, один потребитель
• 10.10. Несколько производителей, несколько потребителей
• 10.11. Несколько буферов
• 10.12. Использование семафоров несколькими процессами
• 10.13. Ограничения на семафоры
• Пример: программа semsysconf
• 10.14. Реализация с использованием FIFO
• Функция sem_open
• Функция sem_close
• Функция sem_unlink
• Функция sem_post
• Функция sem_wait
• 10.15. Реализация с помощью отображения в память
• Функция sem_open
• Функция sem_close
• Функция sem_unlink
• Функция sem_post
• Функция sem_wait
• Функция sem_trywait
• Функция sem_getvalue
• 10.16. Реализация с использованием семафоров System V
• Функция sem_open
• Функция sem_close
• Функция sem_unlink
• Функция sem_post
• Функция sem_wait
• Функция sem_trywait
• Функция sem_getvalue
• 10.17. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 11 Семафоры System V
• 11.1.Введение
• 11.2. Функция semget
• Инициализация значения семафора
• 11.3. Функция semop
• 11.4. Функция semctl
• 11.5. Простые программы
• Программа semcreate
• Программа semrmid
• Программа semsetvalues
• Программа semgetvalues
• Программа semops
• Примеры
• 11.6. Блокирование файлов
• 11.7. Ограничения семафоров System V
• Пример
• 11.8. Резюме
• Упражнения

• ЧАСТЬ 4 РАЗДЕЛЯЕМАЯ ПАМЯТЬ
• ГЛАВА 12 Введение в разделяемую память
• 12.1. Введение
• 12.2. Функции mmap, munmap и msync
• Почему вообще используется отображение в память?
• 12.3. Увеличение счетчика в отображаемом в память файле
• 12.4. Неименованное отображение в память в 4.4BSD
• 12.5. Отображение в память в SVR4 с помощью /dev/zero
• 12.6. Обращение к объектам, отображенным в память
• 12.7. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 13 Разделяемая память Posix
• 13.1. Введение
• 13.2. Функции shm_open и shm_unlink
• 13.3. Функции ftruncate и fstat
• 13.4. Простые программы
• Программа shmcreate
• Программа shmunlink
• Программа shmwrite
• Программа shmread
• Примеры
• Пример
• 13.5. Увеличение общего счетчика
• 13.6. Отправка сообщений на сервер
• 13.7. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 14 Разделяемая память System V
• 14.1. Введение
• 14.2. Функция shmget
• 14.3. Функция shmat
• 14.4. Функция shmdt
• 14.5. Функция shmctl
• 14.6. Простые программы
• Программа shmget
• Программа shmrmid
• Программа shmwrite
• Программа shmread
• Примеры
• 14.7. Ограничения, накладываемые на разделяемую память
• Пример
• 14.8. Резюме
• Упражнение

• ЧАСТЬ 5 УДАЛЕННЫЙ ВЫЗОВ ПРОЦЕДУР
• ГЛАВА 15 Двери
• 15.1. Введение
• Пример
• 15.2. Функция door_call
• 15.3. Функция door_create
• 15.4. Функция door_return
• 15.5. Функция door_cred
• 15.6. Функция door_info
• 15.7. Примеры
• Функция door_info
• Буфер результатов слишком мал
• Функция door_cred и информация о клиенте
• Автоматическое управление потоками сервера
• Автоматическое управление потоками сервера: несколько процедур
• Атрибут DOOR_UNREF для серверов
• 15.8. Передача дескрипторов
• Пример
• 15.9. Функция door server_create
• 15.10. Функции door_bind, door unbind и door_revoke
• 15.11. Досрочное завершение клиента или сервера
• Досрочное завершение сервера
• Непрерываемость системного вызова door_call
• Идемпотентные и неидемпотентные процедуры
• Досрочное завершение клиента
• 15.12. Резюме
• Упражнения
• ГЛАВА 16 Пакет Sun RPC
• 16.1. Введение
• Пример
• История
• 16.2. Многопоточность
• 16.3. Привязка сервера
• Inetd и серверы RPC
• 16.4. Аутентификация
• 16.5. Тайм-аут и повторная передача
• Управление соединением по TCP
• Идентификатор транзакций
• Кэш повторных ответов
• 16.6. Семантика вызовов
• 16.7. Досрочное завершение сервера или клиента
• Досрочное завершение сервера
• Досрочное завершение клиента
• 16.8. XDR: представление внешних данных
• Пример: использование XDR без RPC
• Пример: вычисление размера буфера
• Пример: необязательные данные
• Пример: обработка связного списка
• 16.9. Форматы пакетов RPC
• 16.10. Резюме
• Упражнения

• Эпилог

• ПРИЛОЖЕНИЕ А Измерение производительности
• А.1. Введение
• А.2. Результаты
• Результаты измерения полосы пропускания сообщений
• Результаты измерения задержки
• Результаты синхронизации потоков
• Результаты синхронизации процессов
• А.З. Измерение полосы пропускания: программы
• Измерение полосы пропускания канала
• Измерение полосы пропускания очереди сообщений Posix
• Программа измерения полосы пропускания очереди System V
• Программа измерения полосы пропускания дверей
• Программа определения полосы пропускания Sun RPC
• А.4. Измерение задержки передачи сообщений: программы
• Программа измерения задержки канала
• Программа измерения задержки очередей сообщений Posix
• Измерение задержки очередей сообщений System V
• Программа измерения задержки интерфейса дверей
• Программа измерения времени задержки Sun RPC
• А.5. Синхронизация потоков: программы
• Взаимные исключения Posix
• Блокировки чтения-записи
• Семафоры Posix, размещаемые в памяти
• Именованные семафоры Posix
• Семафоры System V
• Блокировка записей fcntl
• А.6. Синхронизация процессов: программы
• Взаимные исключения Posix между процессами

• ПРИЛОЖЕНИЕ Б Основы многопоточного программирования
• Б.1. Введение
• Б.2. Основные функции для работы с потоками: создание и завершение

• ПРИЛОЖЕНИЕ В Вспомогательные исходные коды
• В.1. Заголовочный файл unpipc.h
• B.2. Заголовочный файл config.h
• В.З. Стандартные функции вывода сообщений об ошибках

• ПРИЛОЖЕНИЕ Г Решения некоторых упражнений
• Глава 1
• Глава 2
• Глава 3
• Глава 4
• Глава 5
• Глава 6
• Глава 7
• Глава 9
• Глава 10
• Глава 11
• Глава 12
• Глава 13
• Глава 14
• Глава 15
• Глава 16

• Литература