38 Работа с файлами и директориями в Unix. Функции open, write, read, opendir, scandir.

Работа с файлами и директориями в Unix:

Получить имя текущего каталога с помощью команды pwd:

Перейти в корневой каталог с помощью команды cd /:

Посмотреть содержимое корневого каталога с помощью команды ls:

Вернуться в домашний каталог с помощью cd без параметров:

Создать директорию test с помощью команды mkdir test:

Cоздать пустой файл с помощью команды touch test/first.txt:

Добавить строку текста в конец файла с помощью команды echo "Hello, world" >> test/first.txt и перенаправления вывода:

Посмотреть содержимое файла с помощью команды cat test/first.txt:

Скопировать файл с помощью команды cp first.txt copy1.txt:

Функции open, write, read, opendir, scandir. К низкоуровневым функциям или системным вызовам, используемым для обращения к драйверам устройств, относятся следующие:

open

— открывает файл или устройство;

read

— читает из открытого файла или устройства;

write

— пишет в файл или устройство;

Opendir

- открывает каталог и формирует поток каталога. Если она завершается успешно, то возвращает указатель на структуру DIR , которая будет использоваться для чтения элементов каталога.

Функция scandir () сканирует директорию dirp, вызывающий filter() на каждую запись в каталоге.

39. Posix. Работа с потоками. Синхронизация потоков при помощи мьютексов и условных переменных.

POSIX (англ. portable operating system interface — переносимый интерфейс операционных систем) — набор стандартов, описывающих интерфейсы между операционной системой и прикладной программой (системный API), библиотеку языка C и набор приложений и их интерфейсов. Стандарт создан для обеспечения совместимости различных UNIX-подобных операционных систем и переносимости прикладных программ на уровне исходного кода, но может быть использован и для не-Unix систем

Тем, кто впервые познакомился с концепцией потоков, изучая программирование для Windows, модель потоков Linux покажется непривычной. В среде Microsoft Windows процесс, – это контейнер для потоков (именно этими словами о процессах говорит Джефри Рихтер в своей классической книге «Программирование приложений для Microsoft Windows»). Процесс-контейнер содержит как минимум один поток. Если потоков в процессе несколько, приложение (процесс) становится многопоточным. В мире Linux все выглядит иначе. В Linux каждый поток является процессом, и для того, чтобы создать новый поток, нужно создать новый процесс. В чем же, в таком случае, заключается преимущество многопоточности Linux перед многопроцессностью? В многопоточных приложениях Linux для создания дополнительных потоков используются процессы особого типа. Эти процессы представляют собой обычные дочерние процессы главного процесса, но они разделяют с главным процессом адресное пространство, файловые дескрипторы и обработчики сигналов. Для обозначения процессов этого типа, применяется специальный термин – легкие процессы (lightweight processes). Прилагательное «легкий» в названии процессов- потоков вполне оправдано. Поскольку этим процессам не нужно создавать собственную копию адресного пространства (и других ресурсов) своего процесса- родителя, создание нового легкого процесса требует значительно меньших затрат, чем создание полновесного дочернего процесса. Поскольку потоки Linux на самом деле представляют собой процессы, в мире Linux нельзя говорить, что один процесс содержит несколько потоков. Если вы скажете это, в вас тут же заподозрят вражеского лазутчика

Pthread-ы обеспечивают синхронизацию потоков в форме взаимного исключения (мьютексов) и условных переменных.

Мьютекс представляет собой двоичный семафор, который обеспечивает монопольный доступ к структуре с общими данными. Он поддерживает две основные операции: блокировку и разблокировку. Поток должен заблокировать мьютекс перед входом в критическую секцию и разблокировать его по завершении работы. Поток блокируется, если он пытается заблокировать мьютекс, который уже заблокирован. Он пробуждается, когда мьютекс разблокируется. Операция блокировки мьютекса является атомарной. Если два потока пытаются захватить мьютекс в одно и то же время, гарантируется, что одна операция будет завершена или заблокирована перед началом другой. Также поддерживается неблокирующая версия операции блокировки, trylock (пробная блокировка). Пробная блокировка возвращает состояние успеха, если мьютекс приобретается; она возвращает состояние неудачи, если мьютекс уже заблокирован.

Общая последовательность для защиты структуры общих данных с помощью мьютекса:

блокируем мьютекс

работаем с общими данными

разблокируем мьютекс

Условная переменная представляет собой механизм синхронизации, который является более полезным для ожидания событий, чем для блокировки ресурса. Условная переменная связана с предикатом (логическим выражением, которое имеет значение ИСТИНА, TRUE, или ЛОЖЬ, FALSE), основанным на некоторых общих данных. Функции отправляются спать на условной переменной и пробуждают один или все потоки, если результат предиката изменяется.