Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows Страница 50

Программа 6.3 иллюстрирует применение методики, обеспечивающей взаимодействие между процессами. В этом примере один процесс посылает другому процессу запрос завершения выполнения, получив который второй процесс сможет аккуратно завершить свою работу. 

Процессы UNIX имеют свои идентификаторы, pid, которые сопоставимы с идентификаторами процессов Windows. Функция getpid аналогична функции GetCurrentProcessID, но эквивалентов функциям getppid и getgpid в Windows не находится ввиду отсутствия предков процессов и групп процессов.

И, наоборот, в UNIX отсутствуют дескрипторы процессов, и поэтому в ней нет функций, которые можно было бы сравнить с функциями GetCurrentProcess или OpenProcess.

В UNIX допускается использование дескрипторов (descriptors) открытых файлов после вызова функции exec, если для дескриптора файла не был установлен флаг close-on-exec. Это правило применимо только к дескрипторам файлов, которые, в силу вышесказанного, можно сравнить с наследуемыми дескрипторами (handles) файлов Windows.

Функция UNIX exit, которая фактически является функцией библиотеки С, аналогична функции ExitProcess; чтобы прекратить выполнение другого процесса ему следует послать сигнал SIGKILL. 

Ожидание завершения процесса

Простейшим, но наряду с этим и обладающим наиболее ограниченными возможностями, методом синхронизации с другим процессом является ожидание его завершения. Представленные ниже стандартные функции ожидания Windows обладают рядом интересных свойств.

• Функции ожидания могут работать с самыми различными типами объектов; дескрипторы процессов являются лишь самым первым из рассматриваемых нами примеров применения этих функций.

• Эти функции могут ожидать завершения одного процесса, первого из нескольких указанных процессов или всех процессов, образующих группу.

• Существует возможность устанавливать конечный интервал ожидания (time-out).

Обе рассмотренных ниже функции ожидают перехода объекта синхронизации в сигнальное состояние. Например, система переводит процесс в сигнальное состояние, когда он завершается или его выполнение прекращается извне. Функциями ожидания, которые мы будем впоследствии неоднократно использовать, являются следующие функции: 

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hObject, DWORD dwMilliseconds) 

DWORD WaitForMultipleObjects(DWORD nCount, CONST HANDLE *lpHandles, BOOL fWaitAll, DWORD dwMilliseconds) 

Возвращаемое значение: указывает причину завершения ожидания или, в случае ошибки, равно 0xFFFFFFFF (для получения более подробной информации используйте функцию GetLastError).

В аргументах этих функций указывается либо дескриптор одиночного процесса (hObject), либо дескрипторы ряда отдельных объектов, хранящиеся в массиве, на который указывает указатель lpHandles. Значение параметра nCount, определяющего размер массива, не должно превышать значение MAXIMUM_WAIT_OBJECTS (определено равным 64 в файле WINNT.Н).

dwMilliseconds — число миллисекунд интервала ожидания. Если значение этого параметра равно 0, то возврат из функции осуществляется сразу же после проверки состояния указанного объекта, что позволяет программе опрашивать процессы для определения их состояния завершения. Если же значение этого параметра равно INFINITE, то ожидание длится до тех пор, пока ожидаемый процесс не завершится.

fWaitAll — параметр второй функции, указывающий (если его значение равно TRUE) на необходимость ожидания завершения всех процессов, а не только одного.

Возможными возвращаемыми значениями этой функции в случае ее успешного завершения являются следующие:

• WAIT_OBJECT_0 — означает, что указанный объект перешел в сигнальное состояние (в случае функции WaitForSingleObject) или что одновременно все nCount объектов перешли в сигнальное состояние (в специальном случае функции WaitForMultipleObject, когда значение параметра fWaitAll равно TRUE).

• WAIT_OBJECT_0+n, где 0 ≤ n < nCount — вычтите значение WAIT_OBJECT_0 из возвращенного значения, чтобы определить, выполнение какого именно процесса завершилось, когда ожидается завершение выполнения любого из группы процессов. Если в сигнальное состояние перешли несколько объектов, то возвращается наименьшее из возможных значений. WAIT_ABANDONED является возможным базовым значением в случае использования дескрипторов мьютексов; см. главу 8.

• WAIT_TIMEOUT — указывает на то, что в течение отведенного периода ожидания сигнализируемый объект (объекты) не смогли удовлетворить условию ожидания.

• WAIT_FAILED — означает неудачное завершение функции, вызванное, например, тем, что у дескриптора отсутствовали права доступа SYNCHRONIZE.

• WAIT_ABANDONED_0 — это значение невозможно в случае процессов и рассматривается в главе 8 при рассмотрении мьютексов.

Для определения кода завершения процесса используется функция GetExitCodeProcess, описанная в предыдущем разделе.

Блоки и строки окружения

Схема, представленная на рис. 6.1, включает блок окружения процесса. Блок окружения (environment block) процесса содержит последовательность строк вида:

Имя = Значение

Каждая строка окружения (environment string), будучи символьной строкой, заканчивается нулевым символом, а весь блок строк в целом завершается дополнительным нулевым символом. Одним из примеров широко используемых переменных среды является переменная PATH. 

Чтобы передать информацию об окружении из родительского процесса в дочерний, параметр lpEnvironment при вызове функции CreateProcess следует установить равным NULL. В свою очередь, любой процесс может запросить или изменить свои переменные окружения или добавить новые в блок окружения.

Для получения, а также создания новых или изменения существующих переменных окружения используются следующие функции: 

DWORD GetEnvironmentVariable(LPCTSTR lpName, LPTSTR lpValue, DWORD cchValue)

BOOL SetEnvironmentVariable(LPCTSTR lpName, LPCTSTR lpValue) 

lpName — указатель на строку, содержащую имя переменной окружения. После определения переменной окружения она добавляется в блок окружения при условии, что такая переменная ранее не существовала, а определяемое значение не равно NULL. Если же определяемое значение равно NULL, то переменная удаляется из блока. Строка значения не может содержать символы "=".

В случае успешного завершения функция GetEnvironmentVariable возвращает длину строки значения переменной окружения, иначе — 0. Если размер буфера lpValue, указанный значением параметра cchValue, оказался недостаточно большим, то возвращаемое значение равно количеству символов, которое фактически требуется для сохранения значения переменной. Вспомните, что аналогичный механизм используется и в функции GetCurrentDirectory (глава 2).

Защита процесса

Обычно функция CreateProcess предоставляет права доступа к процессу на уровне PROCESS_ALL_ACCESS. Однако имеется возможность определения детализированных прав доступа, из которых в качестве примера можно назвать права доступа PROCESS_QUERY_INFORMATION, CREATE_PROCESS, PROCESS_TERMINATE, PROCESS_SET_INFORMATION, DUPLICATE_HANDLE и CREATETHREAD. В частности, с учетом возможных рисков, которые могут подстерегать вас в случае принудительного завершения выполняющихся процессов, на что мы уже неоднократно обращали ваше внимание, может оказаться полезным ограничить предоставление прав доступа к процессам на уровне PROCESS_TERMINATE для родительского процесса. Подробнее об атрибутах защиты процессов и других объектов говорится в главе 15. 

В UNIX для ожидания завершения процессов используются функции wait и waitpid, однако отсутствует понятие интервала ожидания, хотя функция waitpid может опрашивать процессы (существует возможность ее вызова без блокировки). Эти функции способны ожидать лишь завершения дочерних процессов, и эквивалентных им функций, применимых к ряду процессов, не существует, хотя и возможно ожидание завершения всех процессов, относящихся к одной группе. Кроме того, имеется одно незначительное отличие, заключающееся в том, что функции wait и waitpid возвращают код завершения сами, в результате чего отпадает необходимость в вызове отдельной функции, эквивалентной функции GetExitCodeProcess.

Строки окружения, аналогичные строкам окружения Windows, поддерживаются и в UNIX. Функция getenv (входящая в библиотеку С) имеет те же самые функциональные возможности, что и функция GetEnvironmentVariable, но программист сам должен заботиться о необходимом размере буфера. Функции putenv, setenv и unsetenv обеспечивают различные способы добавления, изменения и удаления переменных окружения и их значений, предлагая функциональность, аналогичную функциональности SetEnvironmentVariable.

Пример: параллельный поиск указанного текстового шаблона

Настало время посмотреть на процессы Windows в действии. Приведенная ниже в качестве примера программа grepMP создает процессы для поиска указанного текстового шаблона в файлах, по одному процессу на каждый файл. Эта программа моделирует UNIX-утилиту grep, хотя используемая нами методика применима к любой программе, которая полагается на стандартный вывод. Рассматривайте программу поиска как "черный ящик" и считайте, что она является просто исполняемой программой, выполнение которой должно контролироваться родительским процессом.