UNIX: взаимодействие процессов

ПРИМЕЧАНИЕ

Наша схема может оказаться медленной в случае наличия в очереди большого количества сообщений, поскольку каждый раз при добавлении нового придется просматривать их значительную часть. Можно хранить отдельно индексы последних сообщений со всеми имеющимися значениями приоритета. 

Пробуждение любого процесса, заблокированного в вызове mq_receive

75-77 Если очередь была пуста в момент помещения в нее нового сообщения, мы вызываем pthread_cond_signal, чтобы разблокировать любой из процессов, ожидающих сообщения.

78 Увеличиваем на единицу количество сообщений в очереди mq_curmsgs.

Функция mq_receive

В листинге 5.27 приведен текст первой половины функции mq_receive, которая получает необходимые указатели, блокирует взаимное исключение и проверяет объем буфера вызвавшего процесса, который должен быть достаточным для помещения туда сообщения максимально возможной длины.

Проверка полноты очереди

30-40 Если очередь пуста и установлен флаг O_NONBLOCK, возвращается ошибка с кодом EAGAIN. В противном случае увеличивается значение счетчика mqh_nwait, который проверяется функцией mq_send (листинг 5.25) в случае, если очередь пуста и есть процессы, ожидающие уведомления. Затем мы ожидаем сигнала по условной переменной, который будет передан функцией mq_send (листинг 5.26).

ПРИМЕЧАНИЕ

Наша реализация mq_receive, как и реализация mq_send, упрощает ситуацию с ошибкой EINTR, возвращаемой при прерывании ожидания сигналом, перехватываемым вызвавшим процессом.

В листинге 5.28 приведен текст второй половины функции mq_receive. Мы уже знаем, что в очереди есть сообщение, которое можно будет возвратить вызвавшему процессу.

Листинг 5.27.Функция mq_receive: первая половина

//my_pxmsg_mmap/mq_receive.с
1 #include "unpipc.h"
2 #include "mqueue.h"

3 ssize_t
4 mymq_receive(mymqd_t mqd, char *ptr, size_t maxlen, unsigned int *priop)
5 {
6 int n;
7 long index;
8 int8_t *mptr;
9 ssize_t len;
10 struct mymq_hdr *mqhdr;
11 struct mymq_attr *attr;
12 struct mymsg_hdr *msghdr;
13 struct mymq_info *mqinfo;
14 mqinfo = mqd;
15 if (mqinfo->mqi_magic != MQI_MAGIC) {
16 errno = EBADF;
17 return(-1);
18 }
19 mqhdr = mqinfo->mqi_hdr; /* указатель struct */
20 mptr = (int8_t *) mqhdr; /* указатель на байт */
21 attr = &mqhdr->mqh_attr;
22 if ((n = pthread_mutex_lock(&mqhdr->mqh_lock)) != 0) {
23 errno = n;
24 return(-1);
25 }
26 if (maxlen < attr->mq_msgsize) {
27 errno = EMSGSIZE;
28 goto err;
29 }
30 if (attr->mq_curmsgs = 0) { /* очередь пуста */
31 if (mqinfo->mqi_flags & O_NONBLOCK) {
32 errno = EAGAIN;
33 goto err;
34 }
35 /* ожидаем помещения сообщения в очередь */
36 mqhdr->mqh_nwait++;
37 while (attr->mq_curmsgs == 0)
38 pthread_cond_wait(&mqhdr->mqh_wait, &mqhdr->mqh_lock);
39 mqhdr->mqh_nwait--;
40 }

Листинг 5.28. Функция mq_receive: вторая половина

//my_pxmsg_mmap/mq_receive.c
41 if ((index = mqhdr->mqh_head) == 0)
42 err_dump("mymq_receive: curmsgs = %ld; head = 0", attr->mq_curmsgs);
43 msghdr = (struct mymsg_hdr *) &mptr[index];
44 mqhdr->mqh_head = msghdr->msg_next; /* новое начало списка */
45 len = msghdr->msg_len;
46 memcpy(ptr, msghdr + 1, len); /* копирование самого сообщения */
47 if (priop != NULL)
48 *priop = msghdr->msg_prio;
49 /* только что считанное сообщение становится первым в списке пустых */
50 msghdr->msg_next = mqhdr->mqr_free;
51 mqhdr->mqh_free = index;
52 /* запуск любого процесса, заблокированного в вызове mq_send */
53 if (attr->mq_curmsgs == attr->mq_maxmsg)
54 pthread_cond_signal(&mqhdr->mqh_wait);
55 attr->mq_curmsgs--;
56 pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);
57 return(len);
58 err:
59 pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);
60 return(-1);
61 }

Возвращение сообщения вызвавшему процессу

43-51 msghdr указывает на msg_hdr первого сообщения в очереди, которое мы и возвратим. Освободившееся сообщение становится первым в списке свободных. 

Разблокирование процесса, заблокированного в вызове mq_send

52-54 Если очередь была полной в момент считывания сообщения, мы вызываем pthread_cond_signal для отправки сообщения любому из процессов, заблокированных в вызове mq_send.

5.9. Резюме

Очереди сообщений Posix просты в использовании: новая очередь создается (или существующая открывается) функцией mq_open; закрываются очереди вызовом mq_close, а удаляются mq_unlink. Поместить сообщение в очередь можно функцией mq_send, а считать его оттуда можно с помощью mq_receive. Атрибуты очереди можно считать и установить с помощью функций mq_getattr и mq_setattr, а функция mq_notify позволяет зарегистрировать процесс на уведомление о помещении нового сообщения в пустую очередь. Каждое сообщение в очереди обладает приоритетом (небольшое целое число), и функция mq_receive всегда возвращает старейшее сообщение с наивысшим приоритетом.