Системное программирование в среде Windows

Windows предоставляет простой механизм управления процессами и синхронизацией их выполнения. Приведенные примеры продемонстрировали способы управления параллельным выполнением нескольких процессов, а также получения информации о временных характеристиках каждого процесса. Отношения "предок-потомок" между процессами в Windows не поддерживаются, так что в необходимых случаях управление этой информацией возлагается на программиста.

В следующих главах

В следующей главе описываются потоки, являющиеся независимыми единицами выполнения внутри процесса. В некоторых отношениях управление потоками аналогично управлению процессами; все, что связано с кодами завершения, прекращением выполнения и ожиданием завершения, применимо и к потокам. Чтобы продемонстрировать эту аналогию, самый первый из рассматриваемых в главе 7 примеров является переделанным вариантом программы grepMP (программа 6.1), который приспособлен для работы с потоками.

Глава 8 ознакомит вас с методами синхронизации, которые могут быть использованы для координации выполнения потоков, принадлежащих одному и тому же или различным процессам.

Упражнения

6.1. Расширьте возможности программы 6.1 (grepMP) таким образом, чтобы она принимала также параметры командной строки, а не только текстовый шаблон.

6.2. Вместо того чтобы передавать дочернему процессу имя временного файла, как это делается в программе 6.1, преобразуйте наследуемый дескриптор файла к типу DWORD (для типа HANDLE требуется 4 байта), а затем в строку символов. Передайте эту строку дочернему процессу в командной строке. В свою очередь, дочерний процесс должен осуществить обратное преобразование строки символов в значение дескриптора файла, который будет использован для вывода. Эту методику иллюстрируют программы catHA.с и grepHA.с, доступные на Web-сайте книги.

6.3. Программа 6.1 ожидает завершения всех процессов и лишь после этого выводит результаты. При этом возможность определения того, в каком именно порядке завершились процессы внутри программы, отсутствует. Модифицируйте программу таким образом, чтобы она определяла очередность завершения процессов. Подсказка. Измените вызов функции WaitForMultipleObjects таким образом, чтобы возврат из нее осуществлялся после завершения каждого отдельного процесса. Другой возможностью является сортировка времени завершения процессов.

6.4. В программе 6.1 временные файлы должны удаляться явным образом. Возможно ли использование флага FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE при создании временных файлов таким образом, чтобы избавиться от необходимости удаления указанных файлов?

6.5. Определите, заметны ли какие-либо преимущества программы grepMP в отношении производительности (по сравнению с простой последовательной обработкой) в случае SMP-систем, если такая возможность у вас имеется, или при размещении файлов на отдельных или сетевых дисках. Частичные результаты соответствующих тестов приведены в приложении В. 

6.6. Можете ли вы предложить способ, возможно, связанный с использованием объектов задач, для определения времени, затраченного на выполнение операций в пользовательском режиме и в режиме ядра? Использование объектов задач может потребовать внесения изменений в программу grepMP.

6.7. Улучшите функцию grepMP (программа 6.5) таким образом, чтобы она сообщала код завершения для каждой завершенной задачи. Кроме того, организуйте вывод временных характеристик (истекшего времени, времени работы в режиме ядра и времени работы в пользовательском режиме) суммарно для всех процессов.

6.8. У функций управления задачами есть один трудно устранимый недостаток. Предположим, что задача уничтожена и что главная программа повторно использует идентификатор процесса данного задания еще до того, как этот идентификатор будет удален из файла управления задачами. Вместе с тем, ранее этот идентификатор мог быть использован функцией OpenProcess для создания дескриптора какого-либо процесса, хотя теперь этот же идентификатор ссылается на совершенно другой процесс. Чтобы устранить возможность появления проблем подобного рода, требуется создать вспомогательный процесс, в котором будут храниться копии дескрипторов каждого созданного процесса, что позволит избежать повторного использования идентификаторов. Другая возможная методика заключается в сохранении времени запуска процесса в файле управления задачами. Это время должно совпадать со временем запуска процесса, полученного с использованием идентификатора. Примечание. Идентификаторы процессов быстро исчерпываются, и поэтому вероятность их повторного использования очень велика. В UNIX для получения идентификаторов новых процессов применяются последовательно увеличиваемые значения 32-битового счетчика, так что идентификаторы могут повторяться только после исчерпания этих значений, что происходит очень редко. В отличие от этого, в программах Windows никогда нельзя полагаться на то, что идентификатор процесса не будет повторно использован.