Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows
ConnectNamedPipe(Key[KeyIndex].hNp, &Key[KeyIndex].Ov);
}
if (!Success) {
ReportError(_T("Ошибка сервера"), 0, TRUE);
Exit = TRUE;
}
}
FlushFileBuffers(Key[KeyIndex].hNp);
DisconnectNamedPipe(Key[KeyIndex].hNp);
CloseHandle(hTmpFile);
/* … */
_endthreadex(0);
return 0;
/* Подавление предупреждающих сообщений компилятора. */
}
Резюме
Для выполнения асинхронных операций ввода/вывода в Windows предусмотрены три метода. Самой распространенной и наиболее простой является методика, основанная на использовании потоков, которая, в отличие от двух остальных, способна работать даже под управлением Windows 9x. Каждый из потоков отвечает за выполнение определенной последовательности действий, состоящей из одной или нескольких последовательно выполняющихся, блокирующихся операций ввода/вывода. Кроме того, каждый поток должен располагать собственным дескриптором файла или канала.
Перекрывающийся ввод/вывод обеспечивает возможность выполнения асинхронных операций одним потоком с использованием одного дескриптора файла, но каждой отдельной операции вместо пары "поток—дескриптор файла" должен предоставляться дескриптор события. При этом требуется организовать ожидание завершения выполнения каждой конкретной операции ввода/вывода по отдельности, а затем очищать системные ресурсы или выполнять любые другие действия, необходимые для управления последовательностью выполнения операций.
С другой стороны, расширенный ввод/вывод автоматически вызывает код завершения и не требует использования дополнительных событий.
Одним неоспоримым преимуществом перекрывающегося ввода/вывода является то, что он предоставляет возможность создания портов завершения ввода/вывода, однако, о чем ранее уже говорилось и что иллюстрируется программой atouMTCP, которая находится на Web-сайте, но ценность и этого преимущества несколько снижается из-за того, что для ограничения количества активных потоков в пуле рабочих потоков могут быть использованы семафоры. Дополнительным недостатком портов завершения является то, что они не допускают удаления присоединенных к ним дескрипторов.
UNIX обеспечивает поддержку потоков средствами Pthreads, что ранее уже обсуждалось.
В System V UNIX асинхронный ввод/вывод ограничивается потоками и не может использоваться для выполнения операций с файлами и каналами.
В версии BSD 4.3 для указания события, связанного с дескриптором файла, и выбора функции с целью определения состояния готовности дескрипторов файлов используется комбинация сигналов (SIGIO). Для дескрипторов файлов должен устанавливаться режим O_ASYNC. Такой подход может использоваться только с терминалами и в сетевых коммуникациях.
В следующих главах
Глава 15 завершает наше обсуждение Windows API демонстрацией методов обеспечения безопасности объектов Windows. Основное внимание уделяется защите файлов, но те же самые методы можно применять и к другим объектам, например, именованным каналам или процессам.
Упражнения
14.1. Воспользуйтесь асинхронным вводом/выводом для слияния нескольких отсортированных файлов в один отсортированный файл большего размера.
14.2. Приводит ли использование флага FILE_FLAG_MO_BUFFERING к повышению производительности программ atouOV и atouEX, как того можно было бы ожидать в соответствии с утверждениями, содержащимися в описании функции CreateFile? Существуют ли какие-либо ограничения, касающиеся размера файлов?
14.3. Модифицируйте программу timebeep (программа 14.3), введя в нее сбрасываемый вручную уведомляющий таймер.
14.4. Модифицируйте клиент именованного канала в программе clientNP (программа 11.2), введя в него перекрывающийся ввод/вывод, чтобы клиент мог продолжать работу после отправки запроса. В результате этого один клиент сможет иметь нескольких невыполненных запросов.
14.5. Перепишите программу serversk (программа 12.2), представляющую сервер на базе сокетов, введя в нее порты завершения ввода/вывода.
14.6. Перепишите одну из программ serverSK или serverNP таким образом, чтобы количество готовых к выполнению рабочих потоков ограничивалось семафором. Выполните эксперименты с большим пулом потоков, чтобы выяснить, насколько эффективен такой альтернативный вариант. Находящаяся на Web-сайте программа serverSM является модифицированным вариантом программы serverNP. С увеличением объемов доступной физической памяти и распространением платформы Win64 относительная ценность этого подхода и портов завершения может варьироваться.
14.7. Используйте программу управления заданиями JobShell (программа 6.3) для работы с большим количеством клиентов и исследуйте сравнительную способность к реагированию серверов serverNP и serverCP. Дополнительную нагрузку могут составить сетевые клиенты. Определите оптимальный интервал значений для количества активных потоков.
ГЛАВА 15
Безопасность объектов Windows
Windows поддерживает тщательно продуманную модель безопасности, которая исключает возможность несанкционированного доступа к таким объектам, как файлы, процессы или отображения файлов. Защитить можно почти любой из совместно используемых (разделяемых) объектов, и программист располагает возможностями управления правами доступа с высокой степенью их детализации.
Windows как единая система зарегистрирована в Оранжевой книге Управления национальной безопасности США (National Security Agency Orange Book) как система с сертифицированным уровнем безопасности С2, который требует обеспечения разграничительного контроля доступа с возможностью разрешения или запрещения тех или иных прав доступа к объекту на основании идентификационных данных пользователя, пытающегося получить доступ к объекту. Кроме того, система безопасности Windows распространяется на сетевую среду.
Тема безопасности слишком обширна, чтобы ее можно было полностью рассмотреть в рамках одной главы. Поэтому внимание в данной главе сосредоточено непосредственно на демонстрации того, каким образом API безопасности Windows используется для защиты объектов от несанкционированного доступа. Хотя средства контроля доступа образуют лишь подмножество функциональных средств безопасности Windows, они представляют самый непосредственный интерес для тех, кто хочет ввести элементы защиты в программы, приведенные в данной книге. Самый первый пример, программа 15.1, демонстрирует эмуляцию системы полномочий (permissions) на доступ к файлам, принятой в UNIX, в случае файлов NTFS, тогда как во втором примере в роли защищаемых объектов выступают именованные каналы. Те же принципы далее могут быть использованы для организации защиты других объектов. В списке литературы указаны источники, обратившись к которым вы сможете получить дополнительную информацию по обеспечению безопасности объектов.
Описанные средства защиты будут работать только под управлением Windows NT, и их нельзя использовать в системах семейства Windows 9x.
Атрибуты безопасности
В этой главе мы исследуем средства контроля доступа Windows сверху вниз, чтобы увидеть, как строится система безопасности объектов. Вслед за общим обзором, но перед тем, как мы приступим к примерам, будут подробно описаны соответствующие функции Windows. В случае файлов для проверки и изменения некоторых атрибутов безопасности объектов NTFS можно воспользоваться проводником (Windows Explorer).
Почти для всех объектов, создаваемых при помощи системного вызова Create, предусмотрен параметр атрибутов безопасности (security attributes). Следовательно, программы могут защищать файлы, процессы, потоки, события, семафоры, именованные каналы и так далее. Первым шагом является включение указателя на структуру SECURITY_ATTRIBUTES в вызов Create. До сих пор мы всегда указывали в своих программах значение NULL для этого указателя или же использовали структуру SECURITY_ATTRIBUTES просто для создания наследуемых дескрипторов (глава 6). В реализации защиты объекта важную роль играет элемент lpSecurityDescriptor структуры SECURITY_ATTRIBUTES, являющийся указателем на дескриптор безопасности (security descriptor), который содержит описание владельца объекта и определяет, каким пользователям предоставлены те или иные права доступа или в каких правах им отказано.
Структура SECURITY_ATTRIBUTES была введена в главе 6, но для удобства мы еще раз приведем ее полное определение.
typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES {
DWORD nLength;
LPVOID lpSecurityDescriptor;
BOOL bInheritHandle;
} SECURITY ATTRIBUTES;
Значение параметра nLength следует устанавливать равным:
sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES)
Параметр bInheritHandle управляет свойствами наследования дескриптора объекта другими процессами.
