Системное программирование в среде Windows

• Для определения успешности попытки нахождения данным процессом заданного шаблона программа использует код завершения процесса grep.

Порядок обработки файлов программой 6.1 иллюстрируется на рис. 6.3. 

Рис. 6.З. Поиск текстового шаблона в файлах с использованием нескольких процессов

Программа 6.1. grepMP: выполнение параллельного поиска текстового шаблона 

/* Глава 6. grepMP. */
/* Версия команды grep, использующая несколько процессов. */
#include "EvryThng.h"

int _tmain(DWORD argc, LPTSTR argv[])
/* Для выполнения поиска в каждом из файлов, указанных в командной строке, создается отдельный процесс. Каждому процессу предоставляется временный файл в текущем каталоге, в котором сохраняются результаты. */
{
 HANDLE hTempFile;
 SECURITY_ATTRIBUTES StdOutSA = /* Атрибуты защиты для наследуемого дескриптора. */
 {sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES), NULL, TRUE};
 TCHAR CommandLine[MAX_PATH + 100];
 STARTUPINFO StartUpSearch, Startup;
 PROCESS_INFORMATION ProcessInfo;
 DWORD iProc, ExCode;
 HANDLE *hProc; /* Указатель на массив дескрипторов процессов. */
 typedef struct {TCHAR TempFile[MAX_PATH];} PROCFILE;
 PROCFILE *ProcFile; /* Указатель на массив имен временных файлов. */
 GetStartupInfo(&StartUpSearch);
 GetStartupInfo(&StartUp);
 ProcFile = malloc((argc – 2) * sizeof(PROCFILE));
 hProc = malloc((argc – 2) * sizeof(HANDLE));
 /* Создать для каждого файла отдельный процесс "grep". */
 for (iProc = 0; iProc < argc – 2; iProc++) {
 _stprintf(CommandLine, _T("%s%s %s"), _T("grep "), argv[1], argv[iProc + 2]);
 GetTempFileName(_T("."), _T("gtm"), 0, ProcFile[iProc].TempFile); /* Для хранения результатов поиска.*/
 hTempFile = /* Этот дескриптор является наследуемым */
 CreateFile(ProcFile[iProc].TempFile, GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, &StdOutSA, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
 StartUpSearch.dwFlags = STARTF_USESTDHANDLES;
 StartUpSearch.hStdOutput = hTempFile;
 StartUpSearch.hStdError = hTempFile;
 StartUpSearch.hStdInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);
 /* Создать процесс для выполнения командной строки. */
 CreateProcess(NULL, CommandLine, NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &StartUpSearch, &ProcessInfo);
 /* Закрыть ненужные дескрипторы. */
 CloseHandle(hTempFile);
 CloseHandle(ProcessInfo.hThread);
 hProc[iProc] = ProcessInfo.hProcess;
 }
 /* Выполнить все процессы и дождаться завершения каждого из них. */
 for (iProc = 0; iProc < argc – 2; iProc += MAXIMUM_WAIT_OBJECTS) WaitForMultipleObjects( /* Разрешить использование достаточно большого количества процессов */
 min(MAXIMUM_WAIT_OBJECTS, argc – 2 – iProc), &hProc [iProc], TRUE, INFINITE);
/* Переслать результирующие файлы на стандартный вывод с использованием утилиты cat */
 for (iProc = 0; iProc < argc – 2; iProc++) {
 if (GetExitCodeProcess(hProc[iProc], &ExCode) && ExCode==0) {
 /* Обнаружен шаблон — Вывести результаты. */
 if (argc > 3) _tprintf(_T("%s:\n"), argv [iProc + 2]);
 fflush(stdout); /* Использование стандартного вывода несколькими процессами. */
 _stprintf(CommandLine, _T("%s%s"), _Т("cat "), ProcFile[iProc].TempFile);
 CreateProcess(NULL, CommandLine, NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &StartUp, &ProcessInfo);
 WaitForSingleObject(ProcessInfo.hProcess, INFINITE);
 CloseHandle(ProcessInfo.hProcess);
 CloseHandle(ProcessInfo.hThread);
 }
 CloseHandle(hProc [iProc]);
 DeleteFile(ProcFile[iProc].TempFile);
 }
 free(ProcFile);
 free(hProc);
 return 0;
}

Процессы в многопроцессорной среде

В программе 6.1 процессы и их основные (и только эти) потоки выполняются практически полностью независимо друг от друга. Единственная зависимость между ними проявляется лишь в конце выполнения родительского процесса, поскольку он ожидает завершения выполнения каждого из них, чтобы перейти к последовательной обработке выходных файлов. Поэтому в SMP-системах планировщик Windows может и будет обеспечивать параллельное выполнение потоков процесса на нескольких независимых процессорах. В результате этого производительность, если оценивать ее по времени выполнения всей программы, значительно повышается, причем для этого с вашей стороны не требуется предпринимать никаких действий.

Типичные результаты тестирования производительности приведены в приложении В. Ввиду выполнения программой ряда вспомогательных операций, а также необходимости последовательного вывода результатов, зависимость производительности от количества процессоров не является линейной. Тем не менее, улучшение производительности налицо, и это автоматически обеспечивается организацией программы, которая предусматривает передачу выполнения независимых вычислительных задач независимым процессам.

Вместе с тем, существует возможность привязки процессов к определенным процессорам, что позволяет всегда быть уверенным в том, что другие процессоры остаются свободными и их можно использовать для решения каких-либо иных, критических задач. Это достигается за счет применения маски родства процессора (processor affinity mask) (см. главу 9) в объекте задачи. Объекты задач (job objects) описываются в одном из следующих разделов настоящей главы. 

Наконец, внутри процесса можно создавать независимые потоки, и для этих потоков также будет спланировано выполнение с использованием отдельных процессоров SMP для каждого из них. Связь между использованием потоков и показателями производительности обсуждается в главе 7.

Временные характеристики процесса

Воспользовавшись функцией GetProcessTimes, которая в Windows 9x отсутствует, можно получить различные временные характеристики процесса, а именно: истекшее время (elapsed time), время, затраченное ядром (kernel time), и пользовательское время (user time).