Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

Некоторые программы, например sortMT (программа 7.2), в рамки ни одной из перечисленных моделей точно не укладываются. Вспомните также, что нами уже использовались и другие модели, а именно, модель "хозяин/рабочий", именованные каналы и клиент-серверные модели, применение которых является общепринятым, однако не находит отражения в моделях Microsoft.

Применение указанных моделей многопоточного программирования оказывается уместным и в главе 12, в которой вводятся внутрипроцессные серверы, и компания Microsoft использует соответствующие термины в некоторой части своей документации. Не забывайте о том, что эти термины определены применительно к СОМ-объектам; предыдущее обсуждение показало, как использовать их в более широком контексте. СОМ — это слишком большой и сложный предмет, чтобы мы могли полностью описать его в данной книге. В списке литературы, приведены некоторые ссылки, которыми вы можете воспользоваться для получения более подробных сведений по этому вопросу.

Каналы и почтовые ящики Windows, доступ к которым осуществляется с помощью операций файлового ввода/вывода, обеспечивают поточное межпроцессное и сетевое взаимодействие. В примерах продемонстрировано, как организовать передачу данных из одного процесса в другой при помощи каналов и как построить простую многопоточную клиент-серверную систему. Кроме того, каналы обеспечивают дополнительную возможность синхронизации потоков, поскольку считывающий поток блокируется до тех пор, пока другой поток не выполнит запись в канал.

В главе 12 для осуществления межпроцессного и сетевого взаимодействия вместо оригинальных механизмов Windows привлечены стандартные механизмы. Прежний вариант клиент-серверной системы переработан с использованием стандартных методов и дополнительно усовершенствован за счет некоторого улучшения серверной части.

11.1. Проведите эксперименты с целью проверки справедливости приведенных ранее утверждений относительно повышения производительности, обеспечиваемого использованием функции TransactNamedPipe. Для этого вам придется внести в существующий код сервера некоторые изменения. Кроме того, сопоставьте полученные результаты с теми, к которым приводит текущая реализация.

11.2. Воспользуйтесь программой JobShell из главы 6 для запуска сервера и нескольких клиентов, причем каждый из клиентов должен создаваться в режиме "отсоединения". Для завершения работы остановите сервер путем посылки управляющего сигнала консоли с помощью команды kill. Имеются ли у вас какие-либо соображения по поводу улучшения логики закрытия программы serverNP, чтобы подключенный серверный поток мог проверять флаг завершения работы, будучи блокированным в ожидании запроса клиента? Подсказка. Создайте считывающий поток, аналогичный потоку соединения.

11.3. Усовершенствуйте сервер таким образом, чтобы имя его канала задавалось в виде аргумента в командной строке. Организуйте несколько серверных процессов с различными именами каналов, используя программу управления заданиями из главы 6. Убедитесь в том, что одновременно несколько клиентов получают доступ к этой многопроцессной серверной системе.

11.4. Запустите клиент и сервер на различных системах, чтобы проверить их работу в условиях сети. Измените программу SrvrBcst (программа 11.4) таким образом, чтобы она включала имя компьютера сервера в имя канала. Кроме того, видоизмените имя почтового ящика, используемого в программе 11.4.

11.5. Модифицируйте сервер таким образом, чтобы можно было измерить степень его загрузки (иными словами, чтобы можно было определить, какая доля использованного времени приходится на сервер). Организуйте накопление данных, касающихся производительности, и передачу этой информации клиенту в ответ на его запрос. Для этой цели можно использовать поле Request.Command.

11.6. Усовершенствуйте программы, предназначенные для обнаружения сервера, таким образом, чтобы поиск сервера клиентом осуществлялся с наименьшей степенью загрузки.

11.7. Усовершенствуйте сервер таким образом, чтобы запрос включал в себя рабочий каталог. Сервер должен устанавливать свой рабочий каталог, выполнять команду, а затем восстанавливать рабочий каталог до прежнего значения. Предостережение. Серверный поток не должен устанавливать рабочий каталог процесса; вместо этого каждый поток должен поддерживать строку, представляющую его рабочий каталог, и присоединять эту строку в начало соответствующих путей доступа.

11.8. Программа serverNP спроектирована таким образом, что она выполняется как сервер в течение неопределенного времени, давая клиентам возможность подключаться, получать услуги и разрывать соединение. Очень важно, чтобы при отключении клиента сервер освобождал все соответствующие ресурсы, например, память, дескрипторы файлов или потоков. Если это не делается, то в результате утечки ресурсов системные ресурсы, в конце концов, исчерпаются, что приведет аварийному завершению работы сервера с возможным предшествующим ухудшением показателей производительности. Тщательно проверьте код программы serverNP, чтобы убедиться в отсутствии утечки ресурсов, и в случае необходимости внесите необходимые исправления. (Просьба информировать автора обо всех обнаруженных ошибках, используя указанный в предисловии адрес электронной почты.) Примечание. Утечка ресурсов является весьма распространенным серьезным дефектом многих промышленных систем. Никакие попытки вывода изделия на уровень "промышленных стандартов" нельзя считать успешными, если указанной проблеме не было уделено должного внимания.

11.9. Расширенное упражнение. Объекты синхронизации могут использоваться для синхронизации потоков, выполняющихся в различных процессах на одной и той же машине, но с их помощью нельзя синхронизировать потоки процессов, которые выполняются на разных машинах. Используя именованные каналы и почтовые ящики, создайте эмулированные мьютексы, события и семафоры, чтобы преодолеть это ограничение.

Именованные каналы пригодны для организации межпроцессного взаимодействия как в случае процессов, выполняющихся на одной и той же системе, так и в случае процессов, выполняющихся на компьютерах, связанных друг с другом локальной или глобальной сетью. Эти возможности были продемонстрированы на примере клиент-серверной системы, разработанной в главе 11, начиная с программы 11.2.

Однако как именованные каналы, так и почтовые ящики (в отношении которых для простоты мы будем использовать далее общий термин — "именованные каналы", если различия между ними не будут играть существенной роли) обладают тем недостатком, что они не являются промышленным стандартом. Это обстоятельство усложняет перенос программ наподобие тех, которые рассматривались в главе 11, в системы, не принадлежащие семейству Windows, хотя именованные каналы не зависят от протоколов и могут выполняться поверх многих стандартных промышленных протоколов, например TCP/IP.