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

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.

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.