Рис. 12.2. Копирование файла через разделяемую память Этот сценарий иллюстрирует рис. 12.2.

Из этого рисунка видно, что копирование данных происходит всего лишь дважды: из входного файла в разделяемую память и из разделяемой памяти в выходной файл. Мы нарисовали два прямоугольника штриховыми линиями; они подчеркивают, что разделяемая память принадлежит как адресному пространству клиента, так и адресному пространству сервера.

Концепции, связанные с использованием разделяемой памяти через интерфейсы Posix и System V, похожи. Первый интерфейс описан в главе 13, а второй - в главе 14.

В этой главе мы возвращаемся к примеру с увеличением последовательного номера, который впервые появился в главе 9. Теперь мы будем хранить последовательный номер в сегменте разделяемой памяти, а не в файле.

Сначала мы подчеркнем, что память разделяется между родительским и дочерним процессами при вызове fork. В программе из листинга 12.1 родительский и дочерний процессы по очереди увеличивают глобальный целочисленный счетчик count.

Листинг 12.1. Увеличение глобального счетчика родительским и дочерним процессами

shtti/incrl.c

1 finclude unpipc.h

2 fdefine SEMJAME ttiysetti

count = 0;

mainCint argc. char **argv)

int sem t

i. nloop: *mutex;

if (argc 2)

10 err quit( usage: incrl <#loops> ): .

11 nloop = atoi(argv[l]):

12 /* создание, инициализация и удаление семафора */

13 mutex = Sem open(PxJpc name(SEM NAME), 0 CREAT OJXCL, FILEJODE, 1);

14 Sem unli nk(Px i pc name(SEM NAME));

15 setbuf(stdout. NULL): /* stdout не буферизуется */

16 if (ForkO = 0) { /* дочерний процесс */

17 for (i = 0: i < nloop; i++) {

18 Sem wait(mutex);

19 printf( child: %d\n . count++);

20 Sem post(mutex);

21 }

22 exit(O):

23 }

24 /* родительский процесс */

25 for (i = 0: i < nloop: i++) {

26 Sem wait(mutex):

27 printf( parent: d\n , count++);

28 SemjD0St(mutex):

29 }

30 exit(O):

31 }

Создание и инициализация семафора

12-14 Мы создаем и инициализируем семафор, защищающий переменную, которую мы считаем глобальной (count). Поскольку предположение о ее глобальности ложно, этот семафор на самом деле не нужен. Обратите внимание, что мы удаляем семафор из системы вызовом semjnl ink, но хотя файл с соответствующим полным именем при этом и удаляется, на открытый в данный момент семафор эта команда не действует. Этот вызов мы делаем для того, чтобы файл был удален даже при досрочном заверщении программы.

Отключение буферизации стандартного потока вывода и вызов fork

15 Мы отключаем буферизацию стандартного потока вывода, поскольку запись в него будет производиться и родительским, и дочерним процессами. Это предотвращает смещивание вывода из двух процессов.

16-29 Родительский и дочерний процессы увеличивают глобальный счетчик в цикле заданное число раз, выполняя операции только при установленном семафоре.

Если мы запустим эту программу на выполнение и посмотрим на результат, обращая внимание только на те строки, где система переключается между родительским и дочерним процессами, мы увидим вот что:

child: О дочерний процесс запущен первым, count = О child: 1

child: 678 child: 679

дочерний процесс приостановлен. запускается родительский процесс и отсчет начинается с О

родительский процесс приостанавливается. начинает выполняться дочерний процесс

parent: О

parent: 1

parent: 1220 parent; 1221 child: 680

child: 681

child; 2078 child: 2079

parent: 1222 дочерний процесс приостанавливается. начинает выполняться

родительский процесс

parent: 1223 и т. д.

Как видно, каждый из процессов использует собственную копию глобального счетчика count. Каждый начинает со значения О и при прохождении цикла увеличивает значение своей копии счетчика. На рис. 12.3 изображен родительский процесс перед вызовом fork.

родительский процесс

выполняется эта команда

int count;

if(Forl<()==0) { Г child */

}

Г parent */

Рис. 12.3. Родительский процесс перед вызовом fork

При вызове fork дочерний процесс запускается с собственной копией данных родительского процесса. На рис. 12.4 изображены оба процесса после возвращения из fork.

Мы видим, что родительский и дочерний процессы используют отдельные копии счетчика count.

родительский процесс

выполняется эта команда

int count;

if(Fork()==0) { Г child */

} /* parent */

выполняется эта команда - дочернего процесса

дочерний процесс

int count;

if(Forl<()==0) { /* child */

} /* parent */

Рис. 12.4. Родительский и дочерний процессы после возвращения из fork