信息安全系统设计基础第十三周学习总结

第十一章 第十二章

第十二章 并发编程

 

一、基于进程的并发编程

1.基于进程的并发服务器；

2.进程优劣：

  进程能够共享文件表，但不共享用户地址空间。

  进程有独立的地址空间既是优点也是缺点。

  独立的地址空间使得进程共享状态信息更加困难。

 

二、基于I/O多路复用的并发编程

1.基于I/O多路复用的并发事件驱动服务器

I/O多路复用可以用做并发事件驱动程序的基础，在事件驱动程序中，流是因为某种事件而前进的，一般概念是把

逻辑流模型化为状态机。一个状态机就是一组状态、输入事件和转移。

并发事件驱动程序中echo服务器中逻辑流的状态机

 

 2.面对困境——服务器必须响应两个互相独立的I/O事件：

    网络客户端发起的连接请求

    用户在键盘上键入的命令 ，解决的办法是I/O多路复用技术。基本思想是，使用select函数，要求内核挂起进程，

只有在一个或多个I/O事件发生后，才将控制返回给应用程序。

3.select函数

 

三、基于线程的并发编程

1.线程执行模型：

多线程的执行模型在某些方面和多进程的执行模型相似。每个进程开始生命周期时都是单一线程，这个线程称为主线程。

在某一时刻，主线程创建一个对等线程，从在此刻开始，两个线程就并发地运行。

2.Posix线程

四、多线程程序中的共享变量

1.每个线程都有它自己独自的线程上下文，包括线程ID、栈、栈指针、程序计数器、条件码和通用目的寄存器值。

2.每个线程和其他线程一起共享进程上下文的剩余部分。寄存器是从不共享的，而虚拟存储器总是共享的。

3.线程化的c程序中变量根据它们的存储器类型被映射到虚拟存储器：全局变量，本地自动变量（不共享），本地静态变量。

五、用信号量同步线程

1.进度图

2.信号量

用信号量解决同步问题，信号量s是具有非负整数值的全局变量，有两种特殊的操作来处理（P和V）

3．使用信号量实现互斥

4．利用信号量调度共享资源

（1）生产者——消费者问题

保证对缓冲区的访问是互斥的；还需要调度对缓冲区的访问，即，如果缓冲区是满的（没有空的槽位），那么生产者必须等待

直到有一个空的槽位为止，如果缓冲区是空的（即没有可取的项目），那么消费者必须等待直到有一个项目变为可用。

5．基于预线程的并发服务器

（1）一个基于预线程化的服务器通过使用如下图所示的生产者——消费者模型来降低这种开销。

（2）每一个工作组线程反复地从共享缓冲区中取出描述符，为客户端服务，然后等待下一个描述符。

六、其他并发问题

1.线程安全：四种不安全函数见P680

2.可重入性：

可重入函数：可重入函数是线程安全函数的一个真子集，它不访问任何共享数据。可重入安全函数通常比不可重入函数更有效，

因为它们不需要任何同步原语。

3.在线程化的程序中使用已存在的库函数

4.竞争：当程序员错误地假设逻辑流该如何调度时，就会发生竞争。为了消除竞争，通常我们会动态地分配内存空间。

5.死锁：当一个流等待一个永远不会发生的事件时，就会发生死锁。

 

第十一章 网络编程

 

1.客户端-服务器编程模型

   每个网络应用都是基于客户端-服务器模型的。

2.网络

   具备两种基本能力：命名机制、传送机制。

3.全球IP因特网

TCP/IP协议（协议族）。

因特网的客户端和服务器混合使用套接字接口函数和Unix I/O函数进行通信。

（1）一个IP地址就是一个32位无符号整数。

IP地址通常以点分十进制表示法来表示。

（2）因特网域名

因特网应用程序通过调用gethostbyname函数和gethostbyaddr函数，从DNS数据库中检索任意的主机条目。

（3）因特网链接

套接字是连接的端点。每个套接字都有相应的套接字地址，由一个因特网地址和一个16位的整数端口组成的，用“地址：端口”来表示。

一个连接是由它两端的套接字地址惟一确定的。这对套接字地址叫做套接字对。

4.套接字接口

套接字接口是一组用来结合unit I/O函数创建网络应用的函数。

（1）套接字地址结构

从unit内核的角度来看，套接字就是通信的端点；从unix程序的角度来看，套接字就是一个有相应描述符的打开文件。

（2）函数

sockte函数   connect函数    open_clientfd函数     bind函数     listen函数accept函数    open_listenfd函数

5.Web服务器

 

我的体会：

学习的难度小下来，但是仍需要多理解，反复看书。

 

参考：

《深入理解计算机系统》