Параллельное и распределенное программирование на С++
Шрифт:
Некоторые аппаратные ресурсы прерываются [7], чтобы разрешить доступ к ним различных процессов. Например, прерывания процессора позволяют различным процессам выполняться по очереди. Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ (RAM),- это еще один пример ресурса, разделяемого посредством прерываний. Когда процесс не выполняется, некоторые страничные блоки, которые он занимает, могут быть выгружены во вспомогательное запоминающее устройство, а на их место загружены данные, относящиеся к другому процессу. В любой момент времени весь диапазон памяти может быть занят страничными блоками только одного процесса.
Примером разделяемого, но непрерываемого
Информационные ресурсы — к ним относятся данные (например, объекты), системные данные (например, переменные среды, файлы и дескрипторы) и такие глобально определенные переменные, как семафоры и мьютексы, — являются разделяемыми ресурсами, которые могут быть модифицированы процессами. Обычные файлы и файлы, связанные с физическими устройствами (например, принтером), могут открываться с учетом ограничивающего типа доступа со стороны процессов. Другими словами, процессы могут обладать правом доступа только для чтения, или только для записи, или для чтения и записи. Сыновний процесс наследует ресурсы родительского процесса и права доступа к ним, существующие на момент создания процесса-потомка. Сыновний процесс может переместить файловый указатель, закрыть, модифицировать или перезаписать содержимое файла, открытого родителем. Доступ к совместно используемым файлам и памяти с разрешением записи должен быть синхронизирован. Для синхронизации доступа к разделяемым ресурсам данных можно использовать такие разделяемые данные, как семафоры и мьютексы.
Разделяемые библиотеки могут служить примером программных ресурсов. Разделяемые библиотеки предоставляют общий набор функций для процессов. Процессы могут также совместно использовать приложения, программы и утилиты. В этом случае в памяти находится только одна копия программного кода , например, приложения (приложений). При этом должны существовать отдельные копии данных , по одной для каждого пользователя (процесса). К неизменяемому программному коду (который также именуется реентерабельным, или повторно используемым) могут получать доступ несколько процессов одновременно.
POSIX-функции для установки ограничений доступа к ресурсам
В библиотеке POSIX определены функции, которые ограничивают возможности процесса по использованию определенных ресурсов. Так, операционная система устанавливает ограничения на возможности процесса по использованию системных ресурсов, а именно:
• размер стека процесса;
• размер создаваемого файла и файла ядра;
• объем времени ЦП, выделенный процессу (размер кванта времени);
• объем памяти, используемый процессом;
• количество дескрипторов открытых файлов.
Операционная система устанавливает жесткие ограничения на использование ресурсов процессом. Процесс может установить или изменить мягкие ограничения ресурсов, но это значение не должно превысить жесткий предел, установленный операционной системой. Процесс может понизить свой жесткий предел, но его значение не должно быть меньше мягкого предела. Операция по понижению процессом своего
Синопсис
#include <sys/resource.h>
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlp);
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlp);
int getrusage(int who, struct rusage *r_usage);
Функция setrlimit используется для установки ограничений на потребление заданных ресурсов. Эта функция позволяет установить как жесткий, так и мягкий пределы. Параметр resource представляет тип ресурса. Значения типов ресурсов (и их краткое описание) приведено в табл. 3.6. Жесткие и мягкие пределы заданного ресурса представляются параметром rlp, который указывает на структуру rlimit, содержащую два объекта типа rlim_t.
struct rlimit {
rlim_t rlim_cur;
rlim_t rlim_max;
} ;
Тип rlim_t — это целочисленный тип без знака. Член rlim_cur содержит значение текущего, или мягкого предела, а член rlim_max — значение максимума, или жесткого предела. Членам rlim_cur и rlim_max можно присвоить любые значения, а также символические константы, определенные в заголовке <sys/resource. h>.
RLIM_INFINITY Отсутствие ограничения.
RLIM_SAVED_MAX Непредставимый хранимый жесткий предел.
RLIM_SAVED_CUR Непредставимый хранимый мягкий предел.
Как жесткий, так и мягкий пределы можно установить равными значению RLIM_INFINITY, которое подразумевает, что ресурс неограничен.
Таблица З.6. Значения параметра resource
RLIMIT_CORE Максимальный размер файла ядра в байтах, который может быть создан процессом
RLIMIT_CPU Максимальный объем времени ЦП в секундах, которое может быть использовано процессом RLIMIT_DATA Максимальный размер раздела данных процесса в байтах
RLIMIT_FSIZE Максимальный размер файла в байтах, который может быть создан процессом
RLlMlT_NOFILE Увеличенное на единицу максимальное значение, которое система может назначить вновь созданному дескриптору файла
RLlMlT_STACK Максимальный размер стека процесса в байтах
RLlMlT_AS Максимальный размер доступной памяти процесса в байтах
Функция getrlimit возвращает значения мягкого и жесткого пределов заданного ресурса в объекте rlp. Обе функции возвращают значение 0 при успешном завершении и число -1 в противном случае. Пример установки процессом мягкого предела для размера файлов в байтах приведен в листинге 3.4.
Листинг 3.4. Использование функции setrlimit для установки мягкого предела для размера файлов
#include <sys/resource.h>
struct rlimit R_limit;
struct rlimit R_limit_values;
R_limit.rlim_cur = 2 000;
R_limit.rlim_max = RLIM_SAVED_MAX;
setrlimit (RLIMIT_FSIZE, &R__1 imit);
getrlimit(RLIMIT_FSIZE, &R_limit_values);
cout << «мягкий предел для размера файлов: " << R_limit_values.rlim_cur <<endl;
В листинге 3.4 мягкий предел для размера файлов устанавливается равным 2000 байт, а жесткий предел — максимально возможному значению. Функции setrlimit передаются значения RLIMIT_FSIZE и R_limit, а функции getrlimit — значения RLIMIT_FSIZE и R_limit_values. После их выполнения на экран выводится установленное значение мягкого предела.