Unix编程之多道程序设计

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多道程序设计：分离进程为独立的功能

8 ]+ l* f5 t# }- E
/ U/ A. j' U/ Q- v2 R0 pUnix的最具特点的程序模块化技法就是将大型程序分解成多个协作进程。
( L$ G% \* K' c
# \9 t, K  a% J" [- q- @; j2 W
Unix提倡把程序分解成更简单的子进程，并考虑接口：

降低进程生成的开销。
! S% e9 o  T$ v2 B提供方法简化进程间通信。
; p& q' j* Z$ L: a8 {( ]" U提倡使用能由管道和套接字传递的简单、透明的文本数据格式。
& ?8 ]+ G; [- p* L# w( a3 E  X! o

9 H0 F( O8 p+ k; A: P3 v
: j1 `* J. I/ d) Q真正的挑战不是协议语法而是协议逻辑：协议设计既要有充分的表达能力，又能防范死锁。


从性能调整中分离复杂度控制
) F5 m8 L# R1 e

在开发出可以把全局复杂度降至最低程度的干净体系之前，关注性能问题便是过早优化。
+ b3 l( ^8 Y; ]  V: P

线程提高了复杂度，应尽量少用线程。
) d3 Q- R; K0 E

" z( S: E6 f* Y将程序划分为多个协作进程的另一重要原因是提高安全性：仅信任较少的代码，而让大部分操作都运行在用户级。
: H8 A; u6 h. G& |9 ~1 A$ n. y

( Y9 K! F% |7 R4 H( J* i8 UUnix IPC方法


" j9 ?  Z" r) M9 K1 把任务转给专门程序。

+ p4 r* I% n" A" Y6 _( T! [
廉价的进程生成使得程序间协作变得可能，通过调用专门程序来完成专门任务；
C库popen可以用来向专门程序传递数据或读取专门程序的返回结果；
专门程序运行期间并不需要与父进程交互。

- w/ E) `8 Q; ]) w# e0 W
6 w, A1 M  B/ ~' N- E示例：
% k7 q; {$ h5 B" i* F3 q0 pmutt：调用专门的编辑器。


2 管道、重定向、过滤器

0 f& \- m) H4 f% j# Q
8 ]" @2 g5 G. F5 y  L- W2 b& t9 D  t管道： |把一个程序的输出连接到另外一个程序的输入；单向性；管道中所有程序并发执行；匿名管道，命名管道（为命名套接字取代）。
重定向：> <
pic2graph：调用现有工具的管线。
0 u) t0 @7 w. A  T. z# Ldc和bc：相互组合完成问题。
7 x! m8 H: e8 Y6 \fetchmail：不能使用，因为管道的单向性；不能发出反馈信息。
$ n5 M5 s9 }: P1 \

3 包装器
脚本中封装命令的固定参数
- @, _. _, q# W

/ w0 }6 y; Y. |- P5 a( N4 安全性包装器
' u/ V4 M+ j4 l, F, x  X" S

安全性包装器：调用专门程序检查某类凭证，然后根据返回结果执行后一个程序；
5 `$ G( v+ t* O$ F0 ], t& J+ wbernstein链与管道类似；只不过每个继发阶段的程序取代了前一阶段的程序，而不是与之并行。
& r. A- S" V" |& s5 x  ?

5 从进程
: X  D9 O$ B" H  V1 C$ O5 h

$ _! [/ S4 D+ {' S+ R2 c主从通信很复杂，只有在协议无关轻重。


; R. U4 o* v; X- R6 对等进程间通信
. V5 u8 [  I% l. z+ o8 e

临时文件：简单，灵活，但容易引起名字冲突，提前中断会造成问题；文件容易被修改，安全问题；
6 D4 R  V0 c* w" S0 L% k( N+ }信号：软中断，SIGHUP一般被用作重启初始化，而用SIGTERM作为正常退出的信号；
& N* k! V% l6 {0 t1 K  apidfile：守护进程只允许一个实例运行，则可作为文件锁使用。
fetchmail信号：唤醒已经存在的进程或者新建进程来获取邮件。

! g6 h) f# \- E0 E) M! h( _  a9 t" ]( T" J
* P# ^7 w1 S( Y8 c$ z套接字：双向IPC
PostgreSQL：客户端和服务器端分开。
. w. P* |9 ~4 w' G, G2 B

共享内存：速度快，只用在同一机器上。mmap，将文件映射到内存。自己处理竞争和死锁；避免通过网络栈复制数据的开销。


' l" m& _2 ?2 k6 I3 R9 H要避免的问题和方法

8 ?. R3 e' l# l' s) v& b: X
复杂的结构比文本流难以处理。RPC提供了丰富接口，但恰恰将问题复杂化了。
5 f0 D! A* G8 F0 A文本流：性能损失是线程的，但可通过硬件升级来补偿。
/ V2 M- S. t6 K6 BXML-RPC和SOAP综合了文本流和RPC方法的优点。


线程
5 n. f" s8 {. V

' c. ?5 ~- p* \! c局部变量共享全局内存使得需要加入竞争和临界区的控制，同时bug也会增多。
  y) J3 R+ U. J* R. h% T7 y时序依赖问题
1 ~8 `6 `5 M' j6 H, e" E5 [尽管线程没有进程上下文切换的开销，但锁定共享数据结构的开销同样昂贵。
+ a6 c' m6 j* l, P客户端/服务器划分：由服务器集中管理所有资源争用，降低了复杂性，也有利于适应分布式计算。
1 n0 s7 Q/ S/ z4 H  @; C把线程、远程过程调用接口和重量级的面向对象设计结合使用特别危险。
! E4 @: o& ?! x2 y4 W7 ?


5 S/ p6 n" N: o# a
1 N3 z. }% ?- B3 |+ {+ F& F真实世界里的编程其实就是管理复杂度的问题。能够管理复杂度的工具都是好东西。但当这些工具不是控制而是增加复杂度的时候，最好扔掉，从零开始。

: Q7 u9 `. r/ t/ e( c& R

. Y# _0 G8 A1 x0 q) @! x/ ~

. e; @2 g  M; Z: h) G0 {

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