Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

• Возможно блокирование участка, границы которого выходят за пределы файла. Такая операция может оказаться полезной в случае расширения файла процессом или потоком.

• Блокировки не наследуются вновь создаваемыми процессами.

Логику процедуры блокирования, когда вся область или только некоторая ее часть уже содержат заблокированные участки, иллюстрирует табл. 3.1.

Таблица 3.1. Логика предоставления блокировки 

Тип запрашиваемой блокировки  Существующая блокировка Разделяемая блокировка Монопольная блокировка Отсутствует Предоставляется Предоставляется Разделяемая блокировка (одна или несколько) Предоставляется Отказ Монопольная блокировка Отказ Отказ

Логику предоставления возможности выполнения операций чтения/записи во всей или части области файла, содержащей участки с одной или несколькими блокировками, владельцами которых являются другие процессы, иллюстрирует табл. 3.2.

Таблица 3.2. Блокировки и выполнение операций ввода/вывода

Операция ввода/вывода Существующая блокировка Чтение Запись Отсутствует Успешно выполняется Успешно выполняется Разделяемая блокировка (одна или несколько) Выполняется. Вызывающий процесс не обязан быть владельцем блокировки данной области файла. Не выполняется Монопольная блокировка Выполняется, если вызывающий процесс является владельцем блокировки, в противном случае — неудачное завершение. Выполняется, если вызывающий процесс является владельцем блокировки, в противном случае — неудачное завершение.

Обычно операции чтения и записи выполняются путем вызова функций Read-File и WriteFile или их расширенных версий ReadFileEx и WriteFileEx. Для диагностики ошибок, возникающих в процессе выполнения операций ввода/вывода, следует вызывать функцию GetLastError.

Одна из разновидностей операций ввода/вывода с участием файлов предполагает использование отображения файлов, которое обсуждается в главе 5. Обнаружение конфликтов блокировки на этапе обращения к памяти не производится; такая проверка осуществляется во время вызова функции MapViewOfFile. Указанная функция делает часть файла доступной для процесса, вследствие чего проверка наличия блокировок на этом этапе является необходимой.

Разновидностью функции LockFileEx с ограниченной сферой применимости является функция LockFile, вызов которой, скорее, лишь уведомляет о намерении осуществить блокировку. Эту функцию можно использовать в системах Windows 9x, которые не поддерживают функцию LockFileEx. Функция LockFile предоставляет блокирующему процессу только монопольный доступ, а возврат из функции происходит сразу же. Таким образом, функция LockFile не блокируется. Проверить, предоставлена блокировка или нет, можно путем тестирования возвращаемого функцией значения.

Снятие блокировок

Каждый успешный вызов функции LockFileEx должен сопровождаться последующим вызовом функции UnlockFileEx (то же самое касается и пары функций LockFile и UnlockFile). Если программа не позаботится о снятии блокировки или будет удерживать ее в течение большего, чем это необходимо, времени, другие программы либо вовсе не смогут работать, либо будут вынуждены простаивать. Поэтому уже на стадии проектирования и реализации программ необходимо очень тщательно следить за тем, чтобы снятие блокировки осуществлялось сразу же после того, как необходимость в ней отпала, а логика работы программ не позволяла оставлять невыполненными необходимые операции разблокирования файлов.

Одним из способов, гарантирующих своевременное разблокирования файлов, является использование дескрипторов завершения (termination handlers), которые описаны в главе 4.

Следствия принятой логики блокирования файлов

Несмотря на всю естественность логики блокирования файлов, представленной в таблицах 3.1 и 3.2, последствия ее применения могут оказаться для вас неожиданными и вызвать на первый взгляд необъяснимые изменения в поведении программы. Некоторые возможные примеры этого приводятся ниже.

• Предположим, что процессы А и В периодически приобретают разделяемые блокировки файла, а процесс С блокируется при попытке получения монопольной блокировки того же файла после того, как процесс А стал владельцем собственной разделяемой блокировки. В этих условиях процесс В может получить свою разделяемую блокировку, но процесс С будет оставаться блокированным даже после того, как процесс А снимет свою блокировку файла. Процесс С будет оставаться блокированным до тех пор, пока все процессы не снимут свои блокировки, даже если они были получены уже тогда, когда процесс С пребывал в блокированном состоянии. Согласно этому сценарию процесс С может оставаться блокированным сколь угодно долго, тогда как другие процессы сохраняют возможность управления своими разделяемыми блокировками.

• Предположим, что процесс А стал владельцем разделяемой блокировки файла, а процесс В пытается осуществить считывание файла без предварительного приобретения разделяемой блокировки. В этой ситуации чтение может быть успешно осуществлено даже несмотря на то, что процесс, выполняющий чтение, не владеет ни одной блокировкой данного файла, поскольку операция чтения не вступает в конфликт с существующей разделяемой блокировкой.

• Все, о чем говорилось выше, относится не только к блокировке файла в целом, но и к блокировке отдельного его участка.

• Процессы чтения и записи вполне могут успешно завершить часть своего запроса, прежде чем возникнет конфликт с существующей блокировкой. В этом случае функции чтения и записи возвратят значения FALSE, а значение счетчика переданных байтов окажется меньше затребованного.

Использование блокирования файлов

Рассмотрение примеров блокирования файлов мы отложим до главы 6, в которой обсуждается управление процессами. В программах 4.2, 6.4, 6.5 и 6.6 блокирование файлов используется для обеспечения того, чтобы в каждый момент времени изменять файл мог только один процесс.

В UNIX блокирование файлов является уведомляющим (advisory); выполнение процесса ввода/вывода может продолжаться даже в том случае, если попытка получения блокировки оказалась неудачной (логика, отраженная в табл. 3.1, действует и в этом случае). Это обеспечивает в UNIX возможность блокирования файлов взаимодействующими процессами, но любой другой процесс может нарушить описанный протокол.

Для получения уведомляющей блокировки используются параметры, указываемые при вызове функции fcntl. Допустимыми командами (второй параметр) являются F_SETLK, F_SETLKW и F_GETLK. Информация о типе блокировки (F_RDLCK, F_WRLCK или F_UNLCK) и блокируемой области содержится в дополнительной структуре данных.

Помимо этого, в некоторых UNIX-системах доступна обязательная (mandatory) блокировка, обеспечиваемая путем определения групповых полномочий для файла с помощью команды chmode.

Блокирование файлов в UNIX имеет много особенностей. Например, блокировки наследуются при выполнении вызова функции exec.

Блокирование файлов библиотекой С не поддерживается, но в Visual C++ обеспечивается поддержка нестандартных расширений механизма блокирования.

Реестр

Реестр — это централизованная иерархическая база данных, хранящая информацию о параметрах конфигурации операционной системы и установленных приложений. Доступ к реестру осуществляется через разделы, или ключи, реестра (registry keys), играющие ту же роль, что и каталоги в файловой системе. Раздел может содержать подразделы или пары "имя-значение", в которых между именем и значением существует примерно та же взаимосвязь, что и между именами файлов и их содержимым. 

Пользователь или системный администратор может просматривать и изменять содержимое реестра, пользуясь редактором реестра, для запуска которого необходимо выполнить команду REGEDIT. Реестром можно управлять также из программ, используя функции API реестра, описанные в данном разделе.