UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

Распределение клиентских соединений между дочерними процессами

Используя функцию, показанную в листинге 30.10, мы можем исследовать распределение клиентских запросов между свободными дочерними процессами. Результат показан в табл. 30.2. Операционная система распределяет блокировки файла равномерно между ожидающими процессами, и такое поведение характерно для нескольких протестированных нами систем.

30.8. Сервер TCP с предварительным порождением процессов и защитой вызова accept при помощи взаимного исключения

Как мы уже говорили,

существует несколько способов синхронизации процессов путем блокирования. Блокировка файла по стандарту POSIX, рассмотренная в предыдущем разделе, переносится на все POSIX-совместимые системы, но она подразумевает некоторые операции с файловой системой, которые могут потребовать времени. В этом разделе мы будем использовать блокировку при помощи взаимного исключения, обладающую тем преимуществом, что ее можно применять для синхронизации не только потоков внутри одного процесса, но и потоков, относящихся к различным процессам.

Функция

main

остается такой же, как и в предыдущем разделе, то же относится к функциям

child_make

и

child_main

. Меняются только три функции, осуществляющие блокировку. Чтобы использовать взаимное исключение между различными процессами, во-первых, требуется хранить это взаимное исключение в разделяемой процессами области памяти, а во-вторых, библиотека потоков должна получить указание о том, что взаимное исключение совместно используется различными процессами.

ПРИМЕЧАНИЕ

Требуется также, чтобы библиотека потоков поддерживала атрибут PTHREAD_PROCESS_SHARED.

Существует несколько способов разделения памяти между различными процессами, что мы подробно описываем во втором томе [2] данной серии. В этом примере мы используем функцию

mmap

с устройством

/dev/zero

, которое работает с ядрами Solaris и другими ядрами SVR4. В листинге 30.14 показана только функция

my_lock_init

.

2

Стивенс У. UNIX: взаимодействие процессов. — СПб.: Питер, 2002.

Листинг 30.14. Функция my_lock_init: использование взаимного исключения потоками, относящимися к различным процессам (технология Pthread)

//server/lock_pthread.c

1 #include "unpthread.h"

2 #include <sys/mman.h>

3 static pthread_mutex_t *mptr; /* фактически взаимное исключение будет

в совместно используемой памяти */

4 void

5 my_lock_init(char *pathname)

6 {

7 int fd;

8 pthread_mutexattr_t mattr;

9 fd = Open("/dev/zero", O_RDWR, 0);

10 mptr = Mmap(0, sizeof(pthread_mutex_t), PROT_READ | PROT_WRITE,

11 MAP_SHARED, fd, 0);

12 Close(fd);

13 Pthread_mutexattr_init(&mattr);

14 Pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);

15 Pthread_mutex_init(mptr, &mattr);

16 }

9-12

Мы открываем (

open

) файл

/dev/zero

, а затем вызываем

mmap

. Количество байтов (второй аргумент этой функции) — это размер переменной

pthread_mutex_t

. Затем дескриптор закрывается, но для нас это не имеет значения, так как файл уже отображен в память.

13-15

В приведенных ранее примерах взаимных исключений Pthread мы инициализировали глобальные статические взаимные исключения, используя константу

PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER

(см., например, листинг 26.12). Но располагая взаимное исключение в совместно используемой памяти, мы должны вызвать некоторые библиотечные функции Pthreads, чтобы сообщить библиотеке о наличии семафора в совместно используемой памяти и о том, что он будет применяться для синхронизации потоков, относящихся к различным процессам. Мы должны инициализировать структуру

pthread_mutexattr_t

задаваемыми по умолчанию атрибутами взаимного исключения, а затем установить значение атрибута

PTHREAD_PROCESS_SHARED

. (По умолчанию значением этого атрибута должно быть

PTHREAD_PROCESS_PRIVATE

, что подразумевает использование взаимного исключения только в пределах одного процесса.) Затем вызов

pthread_mutex_init

инициализирует взаимное исключение указанными атрибутами.

В листинге 30.15 показаны только функции

my_lock_wait

и

my_lock_release

. Они содержат вызовы функций Pthreads, предназначенных для блокирования и разблокирования взаимного исключения.

Листинг 30.15. Функции my_lock_wait и my_lock_release: использование блокировок Pthread

//server/lock_pthread.c

17 void

18 my_lock_wait

19 {

20 Pthread_mutex_lock(mptr),

21 }

22 void

23 my_lock_release

24 {

25 Pthread_mutex_unlock(mptr);

26 }

Сравнивая строки 3 и 4 табл. 30.1, можно заметить, что версия, использующая синхронизацию процессов при помощи взаимного исключения, характеризуется более высоким быстродействием, чем версия с блокировкой файла.

30.9. Сервер TCP с предварительным порождением процессов: передача дескриптора