Системное программирование в среде Windows

Главы 8, 9 и 10 предлагают углубленный анализ одного из наиболее мощных средств Windows — синхронизации потоков. Синхронизация — сложная тема, и поэтому в данных главах содержатся многочисленные примеры и описания вполне понятных моделей, которые должны помочь читателю в полной мере воспользоваться преимуществами потоков для повышения эффективности программирования и производительности программ и вместе с тем обойти множество подводных камней. В эти главы включен новый материал, охватывающий вопросы повышения производительности и масштабируемости, что приобретает особое значение при создании серверных приложений, включая те из них, которые предположительно должны выполняться на SMP-системах.

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.

Сопоставление с UNIX и 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.

Примеры

При подготовке примеров автор руководствовался следующими соображениями:

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