Олег Цилюрик - QNX/UNIX - Анатомия параллелизма

• Используя копию командного интерпретатора, вызов system()может инициировать процесс, исполняющий и бинарную программу, и скрипт на языке самого командного интерпретатора (shell), а также программный код на интерпретирующих языках, таких как Perl, Tcl/Tk и др. Многие из рассматриваемых ниже «чисто программных» способов могут загружать и исполнять только бинарный исполняемый код (по крайней мере, без использования ими весьма громоздких искусственных и альтернативных возможностей).

• Остановка родительского процесса в ожидании завершения порожденного также легко разрешается: просто запускайте дочерний процесс из отдельного потока [11] Детали создания потока и и частности передачи ему параметра обстоятельно рассматриваются далее. :

#include

void* process(void* command) {

system((char*)command);

delete command;

return NULL;

}

int main(int argc, char *argv[]) {

...

char* comstr = "ls -l";

pthread_create(NULL, NULL, strdup(comstr), &process);

...

}

• Часто в качестве недостатка этого способа отмечают «автономность» и невозможность взаимодействия родительского и порожденного процессов.

Но для расширения возможностей взаимосвязи процессов можно прежде всего воспользоваться вызовом popen()(POSIX 1003.1a), являющимся в некотором роде эквивалентом, расширяющим возможности system(). Возможности popen()часто упускаются из виду, так как в описаниях этот вызов относится не к области создания процессов, а к области программных каналов (pipe). Синтаксис этого вызова таков:

FILE* popen(const char* command, const char* mode);

где command— командная строка, как и у system(); mode— режим создаваемого программного канала со стороны порождающего процесса: ввод ( mode= «r») или вывод ( mode= «w»). Любые другие значения, указанные для mode, дают непредсказуемый результат.

В результате выполнения этой функции создается открытый файловый дескриптор канала (pipe), из которого породивший процесс может ( mode= «r») читать (стандартный поток вывода дочернего процесса STDOUT_FILENO) или в который может ( mode= «w») писать (стандартный поток ввода дочернего процесса STDIN_FILENO) стандартным образом, как это делается для типа FILE (в частности, с отработкой ситуации EOF).

Рассмотрим следующий пример. Конечно, посимвольный ввод/вывод — это не лучшее решение, и здесь мы используем его только для простоты:

int main(int argc, char** argv) {

FILE* f = popen("ls -l", "r");

if (f == NULL) perror("popen"), exit(EXIT_FAILURE);

char c;

while((с = fgetc(f)) != EOF )

cout << (islower(с) ? toupper(с) : c);

pclose(f);

return EXIT_SUCCESS;

}

Новый процесс выполняется с тем же окружением, что и родительский. Процесс, указанный в команде, запускается примерно следующим эквивалентом:

spawnlp(P_NOWAIT, shell_command, shell_command, "-с", command, (char*)NULL);

где shell_command— командный интерпретатор, специфицированный переменной окружения SHELL или утилита /bin/sh. В этом кроется причина возможного различия в выполнении вызовов system()и popen().

Если popen()возвращает не NULL, то выполнение прошло успешно. В противном случае устанавливается errno: EINVAL— недопустимый аргумент mode, ENOSYS— в системе не выполняется программа менеджера каналов. После завершения работы с каналом, созданным popen(), он должен быть закрыт парной операцией pclose().

При использовании system()в более сложных случаях, например при запуске в качестве дочернего собственного процесса, являющегося составной частью комплекса (до сих пор мы рассматривали в качестве дочерних только стандартные программы UNIX), причем запуск производится из отдельного потока (то есть без ожидания завершения, как предлагалось выше), мы можем реализовать сколь угодно изощренные способы взаимодействия с помощью механизмов IPC, например, открывая в дочернем процессе двунаправленные каналы к родителю.

Вызов fork()создает клон (полную копию) вызывающего процесса в точке вызова. Вызов fork()является одной из самых базовых конструкций всего UNIX-программирования. Его толкованию посвящено столько страниц в литературе, сколько не уделено никакому другому элементу API. Синтаксис этого вызова (проще по синтаксису не бывает, сложнее по семантике — тоже):

#include

pid_t fork(void);

Действие вызова fork()следующее: