5.8. Реализация с использованием отображения в память

5.8. Реализация с использованием отображения в память

Теперь рассмотрим реализацию очередей сообщений Posix с использованием отображения в память, взаимных исключений и условных переменных Posix. 

ПРИМЕЧАНИЕ

Взаимные исключения и условные переменные описаны в главе 7, а ввод-вывод с отображением в память — в главах 12 и 13. Вы можете отложить данный раздел до ознакомления с этими главами.

На рис. 5.2 приведена схема структур данных, которыми мы пользуемся для реализации очереди сообщений Posix. Изображенная очередь может содержать до четырех сообщений по 7 байт каждое.

В листинге 5.16 приведен заголовочный файл mqueue.h, определяющий основные структуры, используемые в этой реализации.

Тип mqd_t

Дескриптор нашей очереди сообщений является просто указателем на структуру mq_infо. Каждый вызов mq_open выделяет память под одну такую структуру, а вызвавшему возвращается указатель на нее. Повторим, что дескриптор очереди сообщений не обязательно является небольшим целым числом, как дескриптор файла — единственное ограничение, накладываемое Posix, заключается в том, что этот тип данных не может быть массивом.

Листинг 5.16. Заголовочный файл mqueue.h

//my_pxmsg_mmap/mqueue.h

1  typedef struct mymq_info *mymqd_t;

2  struct mymq_attr {

3   long mq_flags; /* флаг очереди : O_NONBLOCK */

4   long mq_maxmsg; /* максимальное количество сообщений в очереди */

5   long mq_msgsize; /* максимальный размер сообщения в байтах */

6   long mq_curmsgs; /* количество сообщений в очереди */

7  };

8  /* одна структура mymq_hdr{} на очередь, в начале отображаемого файла */

9  struct mymq_hdr {

10  struct mymq_attr mqh_attr; /* атрибуты очереди */

11  long mqh_head; /* индекс первого сообщения*/

12  long mqh_free; /* индекс первого пустого сообщения */

13  long mqh_nwait; /* количество заблокированных mq_receive() потоков */

14  pid_t mqh_pid; /* ненулевой PID. если включено уведомление */

15  struct sigevent mqh_event; /* для mq_notify() */

16  pthread_mutex_t mqh_lock; /* блокировка: mutex*/

17  pthread_cond_t mqh_wait; /* и условная переменная */

18 };

19 /* один mymsg_hdr{} в начале каждого сообщения */

20 struct mymsg_hdr {

21  long msg_next; /* индекс следующего сообщения в списке */

22                 /* msg_next должно быть первым полем в структуре */

23  ssize_t msg_len; /* реальная длина */

24  unsigned int msg_prio; /* приоритет */

25 };

26 /* одна mymq_info{} выделяется при каждом mq_open() */

27 struct mymq_info {

28  struct mymq_hdr *mqi_hdr; /* начало отображаемого файла */

29  long mqi_magic; /* магическое значение после инициализации */

30  int mqi_flags; /* флаги для данного процесса */

31 };

32 #define MQI_MAGIC 0x98765432

33 /* размер сообщения округляется для подгонки */

34 #define MSGSIZE(i) ((((i) + sizeof(long)-1) / sizeof(long)) * sizeof(long)) 

Рис. 5.2. Схема структур данных, используемых при реализации очередей сообщений posix через отображаемый в память файл 

Структура mq_hdr

8-18 Эта структура хранится в самом начале отображаемого файла и содержит всю информацию об очереди. Поле mq_flags структуры mqh_attr не используется, поскольку флаги (единственный определенный флаг используется для отключения блокировки) должны обрабатываться для каждого открывающего очередь процесса в отдельности, а не для очереди в целом. Поэтому флаги хранятся в структуре mq_info. О прочих полях этой структуры мы будем говорить в связи с их использованием различными функциями.

Обратите внимание, что все переменные, называемые нами индексными (поля этой структуры mqh_head и mqh_free, а также поле msg_next следующей структуры), содержат индексы байтов относительно начала отображаемого в память файла. Например, размер структуры mq_hdr в системе Solaris 2.6 — 96 байт, поэтому индекс первого сообщения, располагающегося сразу за заголовком, имеет значение 96. Каждое сообщение на рис. 5.2 занимает 20 байт (12 байт на структуру msg_hdr и 8 байт на данные), поэтому индексы следующих трех сообщений имеют значения 116, 136 и 156, а размер отображаемого в память файла — 176 байт. Индексы используются для обработки двух связных списков, хранящихся в этом файле: в одном из списков (mqh_head) хранятся все сообщения, имеющиеся в данный момент в очереди, а в другом (mqh_free) — все незаполненные сообщения. Мы не можем использовать настоящие указатели на области памяти (адреса) при работе со списком, поскольку отображаемый файл может находиться в произвольной области памяти для каждого из процессов, работающих с ним (как показано в листинге 13.5).

Структура msg_hdr

19-25 Эта структура располагается в начале каждого сообщения в отображаемом файле. Любое сообщение может принадлежать либо к списку заполненных, либо к списку свободных сообщений, и поле msg_next содержит индекс следующего сообщения в этом списке (или 0, если сообщение является в этом списке последним). Переменная msg_len хранит реальную длину данных в сообщении, которая в нашем примере с рис. 5.2 может иметь значение от 0 до 7 байт включительно. В переменную msg_prio отправителем помещается значение приоритета сообщения.

Структура mq_info

26-32 Экземпляр такой структуры динамически создается функцией mq_open при открытии очереди и удаляется mq_close. Поле mqi_hdr указывает на отображаемый файл (адрес начала файла возвращается mmap). Указатель на эту структуру имеет основной в нашей реализации тип mqd_t, он принимает значение, возвращаемое mq_open.

Поле mqi_magiс принимает значение MQI_MAGIC в момент инициализации структуры. Это значение проверяется всеми функциями, которым передается указатель типа mqd_t, что дает им возможность удостовериться, что указатель действительно указывает на структуру типа mq_infо. mqi_flags содержит флаг отключения блокировки для открывшего очередь процесса.

Макрос MSGSIZE

33-34 В целях выравнивания содержимого файла (alignment) мы располагаем начало каждого сообщения так, чтобы его индекс был кратен размеру длинного целого. Следовательно, если максимальный размер сообщения не допускает такого выравнивания, мы добавляем к нему от 1 до 3 байт, как показано на рис. 5.2. При этом предполагается, что размер длинного целого — 4 байт (что верно для Solaris 2.6). Если размер длинного целого 8 байт (в Digital Unix 4.0B), нам придется добавлять к каждому сообщению от 1 до 7 байт.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

СОФТЕРРА: Память на лица, или Лица на память

Из книги Журнал «Компьютерра» № 36 от 3 октября 2006 года автора Журнал «Компьютерра»

СОФТЕРРА: Память на лица, или Лица на память Автор: Алексей КлимовВышла девятая версия ACDSee. Судя по объему нововведений, это не «Девятый вал» Айвазовского [Иван Айвазовский, «Девятый вал». 1850 г] и даже не «9 рота» Бондарчука [Федор Бондарчук, «9 рота». 2005 г]. Поэтому в обзоре


6.5.2 Другие режимы отображения

Из книги Linux для пользователя автора Костромин Виктор Алексеевич

6.5.2 Другие режимы отображения Помимо того, что может задаваться формат вывода на панель списка файлов, любую панель можно перевести в один из следующих режимов. • Режим "Информация". В этом режиме (рис. 6.3) на панель выводится информация о подсвеченном в другой панели файле


Масштабирование отображения данных

Из книги Sound Forge 9 автора Квинт Игорь

Масштабирование отображения данных Данные, отображаемые в области просмотра окна данных, можно масштабировать – уменьшать или увеличивать диаграмму, что позволит более детально рассматривать шумы, помехи и сделает работу более удобной.В нижней части окна данных (см.


Включение отображения

Из книги Язык программирования С# 2005 и платформа .NET 2.0. [3-е издание] автора Троелсен Эндрю

Включение отображения В этот момент обработчик событий Tick должен отобразить в панели toolStripStatusLabelClock текущее время, если значением по умолчанию члена-переменной DateTimeFormat является DateTimeFormat.ShowClock. Чтобы позволить пользователю переключаться между отображением даты и времени,


Настройки отображения

Из книги Adobe InDesign CS3 автора Завгородний Владимир

Настройки отображения В силу того что на одной странице документа может быть большое количество текста, графики, иллюстраций, изначально InDesign отображает документ со слегка заниженным качеством – с уменьшенной детализацией графики и т. д.Для удобства пользования


8.4. Реализация с использованием взаимных исключений и условных переменных

Из книги UNIX: взаимодействие процессов автора Стивенс Уильям Ричард

8.4. Реализация с использованием взаимных исключений и условных переменных Для реализации блокировок чтения-записи достаточно использовать взаимные исключения и условные переменные. В этом разделе мы рассмотрим одну из возможных реализаций, в которой предпочтение


10.14. Реализация с использованием FIFO

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

10.14. Реализация с использованием FIFO Займемся реализацией именованных семафоров Posix с помощью каналов FIFO. Именованный семафор реализуется как канал FIFO с конкретным именем. Неотрицательное количество байтов в канале соответствует текущему значению семафора. Функция sem_post


10.15. Реализация с помощью отображения в память

Из книги HTML 5, CSS 3 и Web 2.0. Разработка современных Web-сайтов. автора Дронов Владимир

10.15. Реализация с помощью отображения в память Теперь займемся реализацией именованных семафоров Posix с помощью отображаемых в память файлов вместе со взаимными исключениями и условными переменными Posix. Реализация, аналогичная данной, приведена в разделе В.11.3 Обоснования


10.16. Реализация с использованием семафоров System V

Из книги HTML 5, CSS 3 и Web 2.0. Разработка современных Web-сайтов автора Дронов Владимир

10.16. Реализация с использованием семафоров System V Приведем еще один пример реализации именованных семафоров Posix — на этот раз с использованием семафоров System V. Поскольку семафоры System V появились раньше, чем семафоры Posix, эта реализация позволяет использовать последние в


Пример: последовательная обработка файлов с использованием метода отображения

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.

Пример: последовательная обработка файлов с использованием метода отображения Программа atou (программа 2.4) иллюстрирует последовательную обработку файлов на примере преобразования ASCII-файлов к кодировке Unicode, приводящего к удвоению размера файла. Этот случай является


Параметры отображения

Из книги Руководство по переходу на Ubuntu 10.04 LTS «Lucid Lynx» автора Неворотин Вадим

Параметры отображения Еще одна группа атрибутов стиля управляет тем, как элемент будет отображаться на Web-странице, т. е. будет он блочным или встроенным, и будет ли он отображаться вообще. Эти атрибуты стиля применимы к любым элементам Web-страниц.Атрибут стиля visibility


Параметры отображения

Из книги C++ для начинающих автора Липпман Стенли

Параметры отображения Еще одна группа атрибутов стиля управляет тем, как элемент будет отображаться на Web-странице, т. е. будет он блочным или встроенным, и будет ли он отображаться вообще. Эти атрибуты стиля применимы к любым элементам Web-страниц.Атрибут стиля visibility


13.2.2. Установка отображения в памяти

Из книги автора

13.2.2. Установка отображения в памяти Новые карты памяти создаются с помощью системного вызова mmap().#include <sys/mman.h>caddr_tmmap(caddr_t address, size_t length , int protection, int flags, int fd, off_t offset);Параметр address указывает, где именно в памяти необходимо отображать данные. Обычно address — это NULL, который


21.2. Глифы, символы и отображения

Из книги автора

21.2. Глифы, символы и отображения Когда вы выводите символ на любой терминал, могут произойти несколько шагов преобразования. Значение, выводимое на терминал, представляет собой номер символа, или его код. Однако такого кода символа недостаточно для определения того, что


12.3 Способ отображения содержимого

Из книги автора

12.3 Способ отображения содержимого Есть одна очень полезная функция, про которую некоторые пользователи, как показывает практика, даже не догадываются: изменение способа отображения содержимого папок. Попробуйте понажимать следующие сочетания кнопок, находясь в