《Unix網(wǎng)絡(luò)編程》卷2 讀書筆記第1章-簡介

2024-06-28 13:24:23

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《Unix網(wǎng)絡(luò)編程》卷2 讀書筆記第1章-簡介1. 概述2. 進(jìn)程、線程與信息共享

Unix進(jìn)程間的信息共享有多種方式：注意下圖中內(nèi)核的位置

左邊的兩個進(jìn)程共享存留于文件系統(tǒng)中某個文件上的某些信息。為訪問這些信息，每個進(jìn)程都得穿越內(nèi)核。
中間的兩個進(jìn)程共享存留于內(nèi)核中的某些信息。管道、System V消息隊列和System V信號量都是這種共享類型。
右邊的兩個進(jìn)程有一個雙方都能訪問的共享內(nèi)存區(qū)。每個進(jìn)程一旦設(shè)置好該共享內(nèi)存區(qū)，就能根本不涉及內(nèi)核而訪問其中的數(shù)據(jù)。
注意：以上的ipC技術(shù)可以作用于任意數(shù)目的進(jìn)程

線程

多個進(jìn)程間的IPC、單個進(jìn)程中多個線程的IPC
從IPC角度來看，一個給定進(jìn)程內(nèi)的所有線程共享共享的全局變量（也就是說共享內(nèi)存區(qū)的概念對這種模型來說是內(nèi)置的）。
然而我們必須關(guān)注的是各個線程間對全局?jǐn)?shù)據(jù)的同步訪問。
同步盡管不是一種明確的IPC形式，但它確實伴隨許多形式的IPC使用，以控制對某些共享數(shù)據(jù)的訪問。

3. IPC對象的持續(xù)性

下圖展示了三種類型的持續(xù)性：決定了IPC對象存在時間的長短
1、隨進(jìn)程持續(xù)的IPC對象一直存在到打開該對象的最后一個進(jìn)程關(guān)閉該對象為止。如管道、FIFO
2、隨內(nèi)核持續(xù)的IPC對象一直存在到內(nèi)核重新自舉或顯式刪除該對象為止。如System V的消息隊列、信號量和共享內(nèi)存區(qū)。Posix的消息隊列、信號量和共享內(nèi)存區(qū)則必須至少是隨內(nèi)核持續(xù)的，但也可以是隨文件系統(tǒng)持續(xù)的，取決于實現(xiàn)。
3、隨文件系統(tǒng)持續(xù)的IPC對象一直存在到顯式刪除該對象為止。即使內(nèi)核重新自舉了，該對象還是保持其值。Posix消息隊列、信號量和共享內(nèi)存區(qū)如果是使用映射文件實現(xiàn)的，那么它們就是隨文件系統(tǒng)持續(xù)的。
多數(shù)形式的IPC并沒有在系統(tǒng)重新自舉后繼續(xù)存在的打算，因為進(jìn)程不可能跨越重新自舉繼續(xù)存活。另外，要求它具備隨文件系統(tǒng)的持續(xù)性可能會降低其性能，而IPC的一個基本設(shè)計目標(biāo)就是高性能。

4. 名字空間

當(dāng)兩個或多個無親緣關(guān)系的進(jìn)程使用某種類型的IPC對象來彼此交換信息時，該IPC對象必須有一個某種形式的名字或標(biāo)識符。這樣，其中一個進(jìn)程（往往是服務(wù)器）可以創(chuàng)建該IPC對象，其他進(jìn)程則可以指定同一個IPC對象。
管道沒有名字（故不能用于無親緣關(guān)系的進(jìn)程間）。
FIFO有一個在文件系統(tǒng)中的Unix路徑名作為其標(biāo)識符（故可用于無親緣關(guān)系的進(jìn)程間）。
對于一種給定的IPC類型，其可能的名字的集合稱為它的名字空間。名字空間非常重要，對于除普通管道以外的所有形式的IPC來說，名字是客戶與服務(wù)器彼此連接以交換消息的手段。
下圖匯總了不同形式的IPC所用的命名約定

5. fork、exec、exit對IPC對象的影響

1、考慮到無名同步變量（互斥鎖、條件變量、讀寫鎖、Posix基于內(nèi)存的信號量），從一個具有多個線程的進(jìn)程中調(diào)用fork將變得混亂不堪。
2、System V IPC的三種形式?jīng)]有打開或關(guān)閉的說法。訪問這三種形式的IPC對象只需要知道其標(biāo)識符，因此知道該標(biāo)識符的任何進(jìn)程都能訪問它們。

6. 書中IPC例子索引表

文件服務(wù)器：客服-服務(wù)器應(yīng)用程序，客戶向服務(wù)器發(fā)送一個路徑名，服務(wù)器把該文件的內(nèi)容返回給客戶
生產(chǎn)者-消費者：一個或多個線程或進(jìn)程（生產(chǎn)者）把數(shù)據(jù)放到一個共享緩沖區(qū)中，另有一個或多個線程或進(jìn)程（消費者）對該共享緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。