Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

Главы 11 и 12 посвящены межпроцессным и межпоточным взаимодействиям, а также сетевому программированию. В главе 11 главное внимание уделено средствам, являющимся частью Windows, а именно, анонимным каналам, именованным каналам и почтовым ящикам. В главе 12 обсуждаются сокеты Windows (Windows Sockets), обеспечивающие возможность взаимодействия с системами, не входящими в семейство Windows, посредством стандартных протоколов, главным образом, TCP/IP. И хотя интерфейс Windows Sockets, строго говоря, не является частью Windows API, он способен обеспечивать связь и взаимодействие через сети и Internet, так что предмет рассмотрения данной главы согласуется с остальной частью книги. На примере многопоточной клиент-серверной системы проиллюстрировано, каким образом можно обеспечить межпроцессное взаимодействие наряду с потоками.

В главе 13 показано, каким образом Windows позволяет превращать серверные приложения, аналогичные созданным в главах 11 и 12, в службы Windows (Windows Services), которыми можно управлять как фоновыми серверами. Преобразование сервера в службу требует внесения лишь незначительных изменений в программу.

В главе 14 показано, как осуществлять операции асинхронного ввода/вывода с использованием перекрывающегося ввода/вывода, а также событий и процедур завершения. Тех же результатов можно добиться и с помощью потоков, поэтому приводятся примеры, позволяющие сравнить различные решения с точки зрения простоты и производительности соответствующих программ. В то же время, создание масштабируемых серверов с многопоточной поддержкой требует привлечения портов завершения, использование которых иллюстрируется на примере серверов, созданных в предыдущих главах. Описаны также таймеры ожидания, рассмотрение которых требует привлечения понятий, введенных ранее в этой главе.

Глава 15 посвящена вопросам безопасности объектов Windows, а в качестве примера рассмотрена эмуляция системы защиты файлов в стиле UNIX, в которой для выполнения тех или иных операций с файлом требуется наличие соответствующих полномочий. Дополнительные примеры иллюстрируют, какими средствами обеспечивается защита процессов, потоков и именованных каналов. Дополнения, обеспечивающие безопасность, могут быть введены после этого в ранее рассмотренные примеры.

Глава 16 завершает изложение основного материала рассмотрением вопросов программирования для Win64, а также обеспечения программной совместимости с этой платформой. После этого один из рассмотренных ранее примеров преобразуется к виду, допускающему перенос программы на платформу Win64.

Основной материал книги дополнен тремя приложениями. В приложении А содержатся описания программ, доступных на Web-сайте книги, и рекомендации по их использованию. Приложение Б содержит несколько таблиц, в которых функции Windows сравниваются с аналогичными им функциями, предоставляемыми системой UNIX и стандартной библиотекой С. В приложении В сравнивается производительность альтернативных вариантов реализации некоторых из примеров, приведенных в основном тексте, что позволяет читателю составить собственное представление о сравнительных достоинствах и недостатках средств Windows, как базовых, так и усовершенствованных, и средств, предоставляемых библиотекой С.

По ходу изложения материала мы сопоставляем стилевые и функциональные особенности средств Windows и аналогичных им средств, входящих в UNIX (Linux) и стандартную библиотеку ANSI С. Как уже отмечалось, в приложении Б приведены таблицы, содержащие полный перечень сопоставимых функций. Включение этой информации мы сочли целесообразным, поскольку многие читатели знакомы с UNIX, и результаты сравнения обеих систем между собой, несомненно, будут представлять для них интерес. Те же, кто не знаком с системой UNIX, могут смело пропустить соответствующие разделы, которые, чтобы их было легче отличить, набраны мелким шрифтом и выделены отступами.

При подготовке примеров автор руководствовался следующими соображениями:

• Примеры должны предоставлять образцы обычного, наиболее характерного и практически полезного применения функций Windows.

• Они должны соответствовать реальным ситуациям из сферы программирования, с которыми приходится сталкиваться в процессе разработки программного обеспечения, оказания консультаций и обучения. Некоторые из моих клиентов и слушателей использовали коды примеров при построении собственных систем. При оказании консультаций мне часто попадаются коды программ, аналогичные тем, которые включены в эту книгу, а в нескольких случаях ко мне приходили даже с кодами, непосредственно взятыми из первого или второго изданий. (Кстати, вы также можете использовать примеры из книги в своей работе, а если включите в документацию еще и благодарность в мой адрес, то я буду только рад.) Нередко эти коды встречались мне и в виде отдельных частей объектов СОМ или C++. Примеры, с учетом ограничений на время их подготовки и допустимый объем кода, приближены к "реальной жизни" и решают "реальные" задачи.

• Примеры должны подчеркивать фактическое поведение и взаимодействие функций, которые не всегда совпадают с тем, чего можно было бы ожидать после прочтения документации. В этой книге и текст, и примеры фокусируют внимание не на самих функциях, а на том, как они взаимодействуют между собой.

• Программные коды примеров должны строиться по принципу их постепенного наращивания и расширения для добавления новых функциональных возможностей в предыдущее решение простым и понятным способом, а также демонстрировать альтернативные методики реализации.

• Многие из примеров в нескольких первых главах реализуют такие команды UNIX, как ls, touch, chmod и sort, и тем самым представляют функции Windows в знакомом для части читателей контексте, одновременно создавая полезный набор вспомогательных функций. [2] Автор вовсе не стремится каким-либо образом дополнить существующие коммерческие продукты, а также продукты с открытым исходным кодом, в которых предоставляются полные наборы утилит UNIX. Хотя приводимые примеры и могут найти практическое применение, они предназначены, главным образом, для того, чтобы продемонстрировать возможности функций Windows. Как бы то ни было, читатели, не знакомые с UNIX, не будут испытывать каких-либо трудностей в понимании программ или их функциональности. Кроме того, наличие разных вариантов реализации одной и той же команды упрощает оценку преимуществ в отношении производительности, достигаемых за счет использования усовершенствованных средств Windows. Соответствующие результаты тестирования приведены в приложении В.