Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Хотя и не рекомендуется, чтобы приложения непосредственно использовали clone(), доступно множество библиотек пространства пользователя, которые применяют clone()и предоставляют полностью POSIX-совместимую реализацию потоков. Библиотека glibcвключает libthread— наиболее популярную реализацию потоков. Теме программирования потоков POSIX посвящено несколько хороших книг, среди которых [4] и [23].

Файлы — это наиболее распространенная абстракция ресурсов, используемая в мире Unix. Такие ресурсы, как память, дисковое пространство, устройства и каналы межпроцессного взаимодействия (IPC), могут быть представлены в виде файлов. Поддерживая унифицированную абстракцию для этих ресурсов, Unix уменьшает количество программных интерфейсов, которые обязан знать программист. Ниже перечислены ресурсы, доступные через файловые операции.

• Обычные файлы. Это то, о чем большинство пользователей компьютеров думают как о файлах. Они служат репозиториями данных, которые могут расти до необходимых размеров, и обеспечивают произвольный доступ. Файлы Unix являются байт-ориентированными — любое другое логическое представление является результатом программных преобразований; ядро ничего не знает о них.

• Каналы (pipes). Простейший механизм IPC в Unix. Обычно один процесс пишет информацию в канал в то время как другой читает из него. Каналы — это то, что командные оболочки используют для перенаправления ввода-вывода (например, ls -LR | grep notesили ls | more), и многие программы применяют каналы для того, чтобы передавать свой ввод программам, запущенным в виде их подпроцессов. Существуют два типа каналов: именованные и неименованные. Неименованные каналысоздаются по мере необходимости и исчезают, как только читатель и писатель на концах канала закрывают его. Неименованные каналы называются так, потому что они не существуют в файловой системе и потому не имеют файловых имен [36] В среде Linux файловая система /proc включает информацию о каждом файле, открытом в системе в данный момент. Хотя это значит, что неименованные каналы могут быть найдены в файловой системе, все же они не имеют постоянных имен, потому что исчезают при завершении процесса, использующего их. . Именованные каналыобладают именами файлов, и имя файла используется для того, чтобы позволить двум независимым процессам общаться через канал (подобно тому, как работают сокеты доменов Unix (см. главу 17)). Каналы также известны как FIFO (first-in-first-out), потому что данные упорядочены в манере "первым вошел — первым вышел".

• Каталоги. Специальные файлы, которые содержат списки файлов, хранящихся внутри них. Старые реализации Unix позволяли программам читать и писать их в той же манере, что и обычные файлы. Чтобы обеспечить большую степень абстракции, добавлен специальный набор системных вызовов для обеспечения манипуляций каталогами, хотя каталоги по-прежнему открываются и закрываются подобно обычным файлам. Эти функции рассматриваются в главе 14.

• Файлы устройств. Большинство физических устройств представлены в виде файлов. Есть два типа файлов устройств: блочные устройства и символьные устройства. Файлы блочных устройств представляют аппаратные устройства [37] Не все блочные устройства представляют реальное оборудование. Более правильное описание блочных устройств — это нечто, на чем может располагаться файловая система; блочное устройство обратной связи (loopback block device) отображает на обычный файл логическое блочное устройство, что позволяет файлам содержать в себе целые файловые системы. , которые не могут быть прочитаны побайтно; они должны читаться блоками определенного размера. В Linux блочные устройства принимают специальное управление от ядра [38] Точнее говоря, они кэшируются и доступ к ним упорядочен. и могут содержать файловые системы [39] Это отличается от ряда систем, которые способны монтировать файловые системы как на символьных устройствах, так и на блочных. . Дисковые приводы, включая CD-ROM и RAM-диски, являются наиболее часто используемыми блочными устройствами. Символьные устройствамогут быть прочитаны по одному символу за раз, и ядро не представляет для них никаких средств кэширования или упорядочивания. Модемы, терминалы, принтеры, звуковые карты и мыши — все это символьные устройства. Традиционно к каждому из них привязана некая сущность в каталоге /dev, что позволяет пользовательским процессам получать доступ к ресурсам устройств как к файлам.