Основы программирования в Linux, Мэтью Нейл

Основы программирования в Linux

на обложку

Мэтью Нейл

Шрифт:

for (lots_of_threads = NUM_THREADS - 1; lots_of_threads >= 0;

lots of threads--) {

res = pthread_join(a_thread[lots_of_threads], &thread_result);

if (res == 0) {

printf("Picked up a thread\n");

} else {

perror("pthread_join failed");

}

printf("All done\n");

exit(EXIT_SUCCESS);

}

void* thread_function(void* arg) {

int my_number = (int)arg;

int rand_num;

printf("thread_function is running. Argument was %d\n", my_number);

rand_num = 1+(int)(9.0*rand/(RAND_MAX+1.0));

sleep(rand_num);

printf("Bye from %d\n", my_number);

pthread_exit(NULL);

}

Резюме

В этой главе вы узнали, как создать несколько потоков исполнения внутри процесса, которые совместно используют глобальные переменные. Вы рассмотрели два способа управления — семафоры и мьютексы, применяемые потоками для доступа к важным фрагментам кода и данным. Далее вы увидели, как управлять атрибутами потоков и, в особенности, как можно отсоединить потоки от основного, не заставляя его ждать завершения созданных им потоков. После краткого обзора способов формирования в одном потоке запросов на отмену других потоков и вариантов управления такими запросами в потоке, получившем их, мы представили программу с множественными одновременно выполняющимися потоками.

Объем книги не позволяет обсудить все до единой функции и тонкости, связанные с потоками, но теперь у вас достаточно знаний для того, чтобы начать писать собственные программы, применяющие потоки, и изучать глубоко скрытые свойства потоков, читая страницы интерактивного справочного руководства.

Глава 13

Связь между процессами: каналы

В главе 11 вы видели очень простой способ пересылки сообщений между процессами с помощью сигналов. Вы формировали уведомляющие события, которые могли бы применяться для вызова ответа, но передаваемая информация была ограничена номером сигнала.

В этой главе вы познакомитесь с каналами, которые позволяют процессам обмениваться более полезной информацией. В конце этой главы вы примените свои вновь приобретенные знания для новой реализации программы, управляющей базой данных компакт-дисков, в виде клиент-серверного приложения.

В данной главе мы обсудим следующие темы:

определение канала;

каналы процессов;

вызовы каналов;

родительские и дочерние процессы;

именованные каналы — FIFO;

замечания, касающиеся клиент-серверных приложений.

Что такое канал?

Мы применяем термин "канал" для обозначения соединения потока данных одного процесса с другим. Обычно вы присоединяете или связываете каналом вывод одного процесса с вводом другого.

Большинство пользователей Linux уже знакомы с идеей конвейера, связывающего вместе команды оболочки так, что вывод одного процесса поставляет данные прямо во ввод другого. В случае команд оболочки это делается с помощью символа конвейера или канала, соединяющего команды следующим образом:

cmd1 | cmd2

Командная оболочка организует стандартный ввод и вывод двух команд так, что:

стандартный ввод

cmd1

поступает с клавиатуры терминала;

стандартный вывод

cmd1

поставляется

cmd2

как ее стандартный ввод;

стандартный вывод

cmd2

подсоединен к экрану терминала.

На самом деле командная оболочка заново соединила потоки стандартных ввода и вывода так, что потоки данных проходят с клавиатурного ввода через две команды и выводятся на экран. На рис. 13.1 приведено визуальное представление этого процесса.

Рис. 13.1

В этой главе вы увидите, как достичь этого эффекта в программе и как можно использовать каналы для связи многих процессов, что позволит создать простую клиент-серверную систему.

Каналы процессов

Возможно, простейший способ передачи данных между программами — применение функций

popen

pclose

. У них следующие прототипы:

#include <stdio.h>

FILE *popen(const char *command, const char *open_mode);

int pclose(FILE *stream_to_close);

popen

Функция popen позволяет программе запустить другую программу как новый процесс и либо передать ей данные, либо получить их из нее. Строка

command

— это имя программы для выполнения вместе с любыми параметрами, параметр

open_mode

должен быть

"r"

или

"w"

Если

open_mode

—

"r"

, вывод вызванной программы становится доступен вызывающей программе и может быть считан из возвращаемого функцией

popen

файлового потока

FILE*

с помощью обычных функций библиотеки stdio, предназначенных для чтения (например,

fread

). Но если

open_mode

—

"w"

, программа может отправить данные вызванной команде с помощью вызова функции

fwrite

. Далее вызванная программа сможет читать данные из своего стандартного ввода. Обычно вызванная программа не знает, что она считывает данные из другого процесса; она просто читает свой поток стандартного ввода и воздействует на него.

Вызов функции

popen

должен задавать

"r"

или

"w"

; никакого другого значения стандартной реализацией popen не поддерживается. Это означает, что вы не можете вызвать другую программу и одновременно читать из нее и писать в нее. В случае сбоя

popen

возвращает пустой указатель. Если вы хотите создать двунаправленную связь с помощью каналов, стандартное решение — применить два канала: по одному для потока данных каждого направления.