Форма входа
0/0
Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл
- Дата:08.09.2024
- Категория: Компьютеры и Интернет / Интернет
- Название: Основы программирования в Linux
- Автор: Мэтью Нейл
- Просмотров:0
- Комментариев:0
Уважаемые читатели!
Тут можно читать бесплатно Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл. Жанр: Интернет. Так же Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн книги без регистрации и SMS на сайте Knigi-online.info (книги онлайн) или прочесть краткое содержание, описание, предисловие (аннотацию) от автора и ознакомиться с отзывами (комментариями) о произведении.
Описание онлайн-книги Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл:
В четвертом издании популярного руководства даны основы программирования в операционной системе Linux. Рассмотрены: использование библиотек C/C++ и стандартных средств разработки, организация системных вызовов, файловый ввод/вывод, взаимодействие процессов, программирование средствами командной оболочки, создание графических пользовательских интерфейсов с помощью инструментальных средств GTK+ или Qt, применение сокетов и др. Описана компиляция программ, их компоновка c библиотеками и работа с терминальным вводом/выводом. Даны приемы написания приложений в средах GNOME® и KDE®, хранения данных с использованием СУБД MySQL® и отладки программ. Книга хорошо структурирована, что делает обучение легким и быстрым. Для начинающих Linux-программистов
Читем онлайн Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
Одним из возможных решений проблемы можно считать уже знакомое вам создание файла с помощью флага O_EXCL в функции open, обеспечивающей атомарное создание файла. Этот метод хорош для простых задач, но становится довольно путанным и очень неэффективным при решении более сложных примеров.
Важный шаг вперед в сфере параллельного программирования был сделан, когда голландский специалист в области компьютерных наук Эдсгер Дейкстра (Edsger Dijkstra) предложил идею семафоров. Как уже кратко упоминалось в главе 12, семафор — это специальная переменная, которая принимает только целые положительные значения и с помощью которой программы могут действовать только атомарно. В этой главе мы расширим данное ранее упрощенное определение. Будет более подробно рассказано, как действуют семафоры и как для взаимодействия отдельных процессов применяются функции общего назначения вместо особого случая многопоточных программ, которые рассматривались в главе 12.
Определяя более строго, семафор — это специальная переменная, для которой разрешены только две операции, формально именуемые ожиданием или приостановкой (wait) и оповещением (signal). Поскольку в программировании Linux у приостановки и оповещения уже есть специальные значения, мы будем применять оригинальное обозначение:
□ P(переменная-семафор) для приостановки (wait);
□ V(переменная-семафор) для оповещения (signal).
Эти буквы взяты из голландских слов для приостановки (passeren — проходить, пропускать как в случае контрольной точки перед критической секцией) и для оповещения (vrijgeven — предоставлять или освобождать, как в случае отказа от контроля критической секции). Вы можете встретить термины "вверх" (up) и "вниз" (down), применяемые в отношении семафоров по аналогии с использованием сигнальных флажков.
Описание семафора
Простейший семафор — это переменная, способная принимать только значения 0 и 1, бинарный или двоичный семафор. Это наиболее распространенный вид семафора. Семафоры, принимающие много положительных значений, называют семафорами общего вида. В оставшейся части главы мы сосредоточимся на двоичных семафорах.
Определения операций P и V удивительно просты. Предположим, что у вас есть переменная-семафор sv. В этом случае обе операции определяются так, как представлено в табл. 14.1.
Таблица 14.1
Операция Описание Р(sv) Если sv больше нуля, она уменьшается на единицу. Если sv равна 0, выполнение данного процесса приостанавливается V(sv) Если какой-то другой процесс был приостановлен в ожидании семафора sv, переменная заставляет его возобновить выполнение. Если ни один процесс не приостановлен в ожидании семафора sv, значение переменной увеличивается на единицуДругой способ описания семафора — считать, что переменная sv, равная true, когда доступна критическая секция, уменьшается на единицу с помощью P(sv) и становится равна false, когда критическая секция занята, и увеличивается на единицу операцией V(sv), когда критическая секция снова доступна. Имейте в виду, что обычная переменная, которую вы уменьшаете и увеличиваете на единицу, не годится, т.к. в языках С, С++, C# или практически в любом традиционном языке программирования у вас нет возможности сформировать единую атомарную операцию, проверяющую, равна ли переменная true, и если это так, изменяющую ее значение на false. Именно эта функциональная возможность делает операции с семафором особенными.
Теоретический пример
С помощью простого теоретического примера можно посмотреть, как действует семафор. Предположим, что у вас есть два процесса: proc1 и proc2, оба нуждающиеся в некоторый момент выполнения в монопольном доступе к базе данных. Вы определяете один бинарный семафор sv, который стартует со значением 1 и доступен обоим процессам. Далее обоим процессам нужно выполнить одну и ту же обработку для доступа к критической секции программного кода; эти два процесса могут быть двумя разными выполняющимися экземплярами одной и той же программы.
Оба процесса совместно используют переменную-семафор sv. Как только один процесс выполнил операцию P(sv), он получил семафор и может войти в критическую секцию программы. Второму процессу вход в критическую секцию запрещен, т.к., когда он попытается выполнить операцию P(sv), он вынужден будет ждать до тех пор, пока первый процесс не покинет критическую секцию и не выполнит операцию V(sv), освобождающую семафор.
Требуемый псевдокод у обоих процессов идентичен:
semaphore sv = 1;
loop forever {
P(sv);
critical code section;
V(sv);
noncritical code section;
}
Код на удивление прост, потому что определение операций P и V наделяет их большими функциональными возможностями.
Рис. 14.1
На рис. 14.1 показана схема действующих операций P и V, напоминающих ворота в критических секциях программного кода.
Реализация семафоров в Linux
Теперь, когда вы увидели, что такое семафоры и как они действуют в теории, можно рассмотреть, как их свойства реализованы в ОС Linux. Интерфейс тщательно проработан и предлагает гораздо больше возможностей, чем обычно требуется. Все функции семафоров в Linux оперируют массивами семафоров общего вида, а не одним двоичным семафором. На первый взгляд кажется, что такой подход все усложняет, но если процесс нуждается в блокировке нескольких ресурсов, способность оперировать массивом семафоров — большое подспорье. В этой главе мы сосредоточимся на применении одиночных семафоров, поскольку в большинстве случаев это все, что вам нужно.
Далее приведены объявления функций семафоров:
<b>#include <sys/sem.h></b>
<b>int semctl(int sem_id, int sem_num, int command, ...);</b>
<b>int semget(key_t key, int num_sems, int sem_flags);</b>
<b>int semop(int sem_id, struct sembuf *sem_ops, size_t num_sem_ops);</b>
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл бесплатно.
Похожие на Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл книги
- Вопросы истории: UNIX, Linux, BSD и другие - Федорчук Алексей Викторович "alv" - Прочая околокомпьтерная литература
- Linux Mint и его Cinnamon. Очерки применителя - Алексей Федорчук - Программное обеспечение
- Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман - Программирование
- Аквариум. (Новое издание, исправленное и переработанное) - Виктор Суворов (Резун) - Шпионский детектив
- Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем - Джефф Раскин - Техническая литература
