UNIX: взаимодействие процессов - Уильям Стивенс

1. Дескриптор, возвращаемый door_create, считается первой ссылкой на эту дверь. Вообще говоря, причина, по которой специальный вызов происходит при изменении количества дескрипторов с 2 на 1, а не с 1 на 0, заключается в том, что первый дескриптор обычно не закрывается сервером до завершения работы.

2. Полное имя, связанное с дверью в файловой системе, также считается ссылкой на дверь. Ее можно удалить вызовом функции fdetach, или запустив программу fdetach, или удалив полное имя из файловой системы (функцией unlink или командой rm).

3.  Дескриптор, возвращаемый клиенту функцией open, считается открытой ссылкой до тех пор, пока не будет закрыт либо явным вызовом close, либо неявно, при завершении клиента. Во всех примерах этой главы дескриптор закрывается неявно.

Первый пример показывает, что если сервер закрывает свой дескриптор после вызова fattach, немедленно происходит специальный вызов процедуры сервера. В листинге 15.13 приведен текст процедуры сервера и функции main.

//doors/serverunref1.c

1  #include "unpipc.h"

2  void

3  servproc(void *cookie, char *dataptr, size_t datasize,

4   door_desc_t *descptr, size_t ndesc)

5  {

6   long arg, result;

7   if (dataptr == DOOR_UNREF_DATA) {

8    printf("door unreferencedn");

9    Door_return(NULL, 0, NULL, 0);

10  }

11  arg = *((long*)dataptr);

12  printf("thread id %ld, arg = %ldn", pr_thread_id(NULL), arg);

13  sleep(6);

14  result = arg * arg;

15  Door_return((char *)&result, sizeof(result), NULL, 0);

16 }

17 int

18 main(int argc, char **argv)

19 {

20  int fd;

21  if (argc != 2)

22   err_quit("usage: server1 <server-pathname>");

23  /* создание дескриптора и связывание с файлом */

24  fd = Door_create(servproc, NULL, DOOR_UNREF);

25  unlink(argv[1]);

26  Close(Open(argv[1], O_CREAT | O_RDWR, FILE_MODE));

27  Fattach(fd, argv[1]);

28  Close(fd);

29  /* процедура servproc() обрабатывает все запросы клиентов */

30  for(;;)

31   pause();

32 }

7-10 Процедура сервера распознает специальный вызов и выводит сообщение об этом. Возврат из специального вызова происходит путем вызова door_return с двумя нулевыми указателями и нулевыми значениями размеров.

28 Теперь мы закрываем дескриптор двери после выполнения fattach. Этот дескриптор может быть нужен серверу только для вызовов door_bind, doo_info и door_revoke.

Запустив сервер, мы увидим, что немедленно произойдет специальный вызов:

solaris % serverunref1 /tmp/door1

door unreferenced

Если мы проследим за значением счетчика открытых дескрипторов, мы увидим, что он становится равен 1 после возврата из door_create и 2 после возврата из fattach. Вызов close уменьшает количество открытых дескрипторов с двух до одного, что приводит к специальному вызову процедуры. Единственная оставшаяся ссылка при этом представляет собой имя в файловой системе, а этого клиенту достаточно, чтобы обратиться к двери. Поэтому клиент продолжает работать правильно:

solaris % clientunref1 /tmp/door1 11

result: 121

solaris % clientunref1 /tmp/door1 22

result: 484

Более того, дальнейших специальных вызовов серверной процедуры не происходит. Для каждой двери осуществляется только один специальный вызов.

Теперь изменим нашу программу-сервер обратно, убрав вызов close для дескриптора двери. Процедура сервера и функция main приведены в листинге 15.14.

//doors/serverunref2.c

1  #include "unpipc.h"

2  void

3  servproc(void *cookie. char *dataptr, size_t datasize,

4   door_desc_t *descptr, size_t ndesc)

5  {

6   long arg, result;

7   if (dataptr == DOOR_UNREF_DATA) {

8    printf("door unreferencedn");

9    Door_return(NULL, 0, NULL, 0);

10  }

11  arg = *((long *)dataptr);

12  printf("thread id %ld, arg = %ldn", pr_thread_id(NULL), arg);

13  sleep(6);

14  result = arg * arg;

15  printf("thread id %ld returningn", pr_thread_id(NULL));

16  Door_return((char *)&result, sizeof(result), NULL, 0);

17 }

18 int

19 main(int argc, char **argv)

20 {

21  int fd;

23  if (argc != 2)

24   err_quit("usage: server1 <server-pathname>");

25  /* создание двери, дескриптора и подключение к файлу */

26  fd = Door_create(servproc, NULL, DOOR_UNREF);

27  unlink(argv[1]);

28  Close(Open(argv[1], O_CREAT | O_RDWR, FILE_MODE));

29  Fattach(fd, argv[1]);

30  /* servproc() обрабатывает все запросы клиентов */

31  for(;;)

32   pause();

33 }

Мы оставляем 6-секундную паузу и выводим сообщение о возврате из процедуры сервера. Запустим сервер в одном окне, а из другого проверим существование имени файла двери в файловой системе и удалим его с помощью rm:

solaris % ls –l /tmp/door2

Drw-r--r-- 1 rstevens other1 0 Apr 16 08:58 /tmp/door2

solaris % rm /tmp/door2

После удаления имени файла происходит специальный вызов процедуры сервера:

solaris % serverunref2 /trap/door2

door unreferenced после удаления файла из файловой системы

Если мы проследим за количеством ссылок на эту дверь, то увидим следующее: одна ссылка появляется после вызова door_create, вторая — после fattach. После удаления файла с помощью rm количество ссылок снова уменьшается до единицы, что приводит к специальному вызову процедуры.

В последнем примере использования этого атрибута мы снова удалим имя из файловой системы. Но на этот раз мы сначала запустим три экземпляра программы-клиента. Специальный вызов процедуры произойдет только после завершения последнего клиента, потому что каждый экземпляр клиента увеличивает количество ссылок на дверь. Используем сервер из листинга 15.14 и клиент из листинга 15.2.

solaris % clientunref2 /tmp/door2 44 & clientunref2 /tmp/door2 55 & clientunref2/tmp/door2 55 &

[2] 13552

[3] 13553

[4] 13554

solaris % rm /tmp/door2 клиенты все еще выполняются

solaris % result: 1936

result: 3025

result: 4356

Сервер при этом выведет вот что:

solaris % serverunref2 /tmp/door2

thread id 4, arg = 44

thread id 5, arg = 55

thread id 6, arg = 66

thread id 4 returning

thread id 5 returning

thread id 6 returning

door unreferenced

Проследим за значением счетчика открытых ссылок для этой двери. Он становится равным 1 после вызова door_create, 2 после вызова fattach. Когда три клиента вызывают open, счетчик увеличивается с 2 до 5. После удаления имени файла счетчик уменьшается до 4. После завершения работы трех клиентов счетчик уменьшается с 4 до 1 (последовательно), и последнее его изменение с 2 до 1 приводит к специальному вызову процедуры.

Этими примерами мы показали, что хотя описание атрибута DOOR_UNREF выглядит просто («специальный вызов происходит при изменении счетчика ссылок с 2 до 1»), мы должны понимать принципы работы этого счетчика, чтобы им пользоваться.

15.8. Передача дескрипторов

Когда мы говорим о передаче открытого дескриптора от одного процесса другому, обычно подразумевается одно из двух:

■ наследование всех открытых дескрипторов родительского процесса дочерним после вызова fork;

■ сохранение открытых дескрипторов при вызове exec.

В первом случае процесс открывает дескриптор, вызывает fork, а затем родительский процесс закрывает дескрипторы, предоставляя дочернему возможность работать с ними. При этом открытый дескриптор передается от родительского процесса дочернему.

В современных версиях Unix возможности передачи дескрипторов существенно расширены, и теперь имеется возможность передавать открытый дескриптор от одного процесса другому вне зависимости от их родства. Двери являются одним из существующих интерфейсов для передачи дескрипторов от клиента серверу и от сервера клиенту.

ПРИМЕЧАНИЕ

Передача дескрипторов через доменные сокеты Unix была описана в разделе 14.7 [24]. В ядрах Berkeley и производных от них дескрипторы передаются именно через такие сокеты. Все подробности описаны в главе 18 [23]. В ядрах SVR4 используются другие методы передачи дескрипторов, а именно команды I_SENDFD и I_RECVFD функции ioctl. Они описаны в разделе 15.5.1 [21]. Но процесс в SVR4 может воспользоваться и механизмом доменных сокетов Unix.

Нужно правильно понимать, что именно подразумевается под передачей дескриптора. На рис. 4.7 сервер открывал файл и копировал его целиком через нижний (на рисунке) канал. Если размер файла 1 Мбайт, через канал будет передан 1 Мбайт данных. Но если сервер передает клиенту дескриптор вместо самого файла, то через канал передается только дескриптор (который содержит небольшое количество информации ядра). Клиент может использовать этот дескриптор для считывания содержимого файла. Чтение файла при этом осуществляется именно клиентом, а сервер осуществляет только открытие файла.