2017-2018-1 20155204 《信息安全系统设计基础》第八周课上实践、课下练习、学习总结

2017-2018-1 20155204 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结

教材学习内容总结

1. 并发：逻辑控制流在时间上重叠

2. 并发程序：使用应用级并发的应用程序称为并发程序

3. 三种基本的构造并发程序的方法：
   （1）进程，用内核来调用和维护，有独立的虚拟地址空间，显式的进程间通信机制。
   （2）I/O多路复用，应用程序在一个进程的上下文中显式的调度控制流。逻辑流被模型化为状态机。
   （3）线程，运行在一个单一进程上下文中的逻辑流。由内核进行调度，共享同一个虚拟地址空间。

4. 关于进程的优劣
   注意：进程的模型：共享文件表，但不是共享用户地址空间。 优点：一个进程不可能不小心覆盖两一个进程的虚拟存储器。
   缺点：独立的地址空间使得进程共享状态信息变得更加困难。进程控制和IPC的开销很高。Unix IPC是指所有允许进程和同一台主机上其他进程进行通信的技术，包括管道、先进先出（FIFO）、系统V共享存储器，以及系统V信号量。

5. 事件驱动器的设计优点：
   （1）比基于进程的设计给了程序员更多的对程序行为的控制
   （2）运行在单一进程上下文中，因此，每个逻辑流都能访问该进程的全部地址空间，使得流之间共享数据变得很容易。
   （3）不需要进程上下文切换来调度新的流。
   缺点：
   （1）编码复杂
   （2）不能充分利用多核处理器

6. 线程安全：当且仅当被多个并发线程反复地调用时，它会一直产生正确的结果。
   线程不安全：如果一个函数不是线程安全的，就是线程不安全的。

7. 线程不安全的类：
   (1)不保护共享变量的函数
   (2)保持跨越多个调用的状态的函数。
   (3)返回指向静态变量的指针的函数。解决办法：重写函数和加锁拷贝。
   (4)调用线程不安全函数的函数。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：如何解决死锁？
• 问题1解决方案： 不让死锁发生：
  静态策略：设计合适的资源分配算法，不让死锁发生---死锁预防；
  动态策略：进程在申请资源时，系统审查是否会产生死锁，若会产生死锁则不分配---死锁避免。

b.让死锁发生：

进程申请资源时不进行限制，系统定期或者不定期检测是否有死锁发生，当检测到时解决死锁----死锁检测与解除。

课上实践内容补做

1. 把第一个练习中的代码在X86-64（Ubuntu）中反汇编，给出汇编代码和机器码的截图把X86-64汇编翻译成Y86-64汇编，并给出相应机器码的截图（使用附件中的Y86-64模拟器）

• 步骤一：利用objdump -d进行反汇编
  

• 步骤二：将X86-64编译Y86-64。
  

• 其中安装Y86-64模拟器部分有参考狄惟佳同学的博客，其余部分没有出错很顺利。

2. socket编程，详见下方课下练习。

课下练习

一、

1. 完成家庭作业4.47，4.48，4.49
2. 相应代码反汇编成X86-64汇编
3. 把上述X86-64汇编翻译成Y86汇编，并给出相应机器码

步骤：

• 跟课上实践类似，没有太大难度。
  二、

1. 把课上练习3的daytime服务器分别用多进程和多线程实现成并发服务器并测试

步骤：


代码：(多进程为例)

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>                                                                   
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>    
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define RIO_BUFSIZE 8192

typedef struct{
    int rio_fd;
    int rio_cnt;
    char *rio_bufptr;
    char rio_buf[RIO_BUFSIZE];

}rio_t;

#define MAXLINE 200

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

    int clientfd,port;
    char *host,buf[MAXLINE];
    char sbuf[MAXLINE];
    char rbuf[MAXLINE];
    rio_t rio;
    char str1[MAXLINE]="客户端IP:";
    char str2[MAXLINE]="服务器实现者学号:20155204";
    
    char str3[MAXLINE]="当地时间:";

    if(argc!=3){
    
        fprintf(stderr,"usage:%s <host> <port>
",argv[0]);
        exit(0);
    }
    host = argv[1];
    port = atoi(argv[2]);

    clientfd = open_clientfd(host,port);
  
    while(1){
        

        recv(clientfd,rbuf,MAXLINE,0);

        printf("%s",str1);
        puts(host);

        printf("%s",str2);
        putchar('
');

        printf("%s",str3);
      
        puts(rbuf);
       
        close(clientfd);
       
        exit(0);
    }

}

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>                                                                   
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>    
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>

#define MAXLINE 200
#define RIO_BUFSIZE 8192

typedef struct{
    int rio_fd;
    int rio_cnt;
    char *rio_bufptr;
    char rio_buf[RIO_BUFSIZE];

}rio_t;

typedef struct sockaddr SA;

typedef struct{
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
int tm_wday;
int tm_yday;
int tm_isdst;
}tm;

void sigchld_handler(int sig){

    pid_t pid;
    int stat;

    while((pid = waitpid(-1,&stat,WNOHANG))>0){
        printf("child %d terminated
",pid);
    }
    return;
}

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

    int listenfd,connfd,port,clientlen;
    struct sockaddr_in clientaddr;
    struct hostent *hp;
    char *haddrp;
    char sbuf[MAXLINE];
    char rbuf[MAXLINE];
    rio_t rio;
    time_t lt;
    tm *local;
    char str1[MAXLINE]="客户端IP:";
    char str2[MAXLINE]="服务器实现者学号:";
    char str3[MAXLINE]="当地时间:";


    if(argc != 2){
    
        fprintf(stderr,"usage:%s <port>
",argv[0]);
        exit(0);
    }

    port = atoi(argv[1]);

    signal(SIGCHLD,sigchld_handler);
    listenfd = open_listenfd(port);
    while(1){
    
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfd = accept(listenfd,(SA *)&clientaddr,&clientlen);

        hp = gethostbyaddr((const char*)&clientaddr.sin_addr.s_addr,
                sizeof(clientaddr.sin_addr.s_addr),AF_INET);
        haddrp = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);
        printf("server connected to %s (%s)
",hp->h_name,haddrp);

        if(fork() == 0){
        close(listenfd);
        lt = time(NULL); 
        local = localtime(&lt);
        strftime(sbuf,64,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",local);
        send(connfd,sbuf,MAXLINE,0);
        close(connfd);
        exit(0);
        }

        close(connfd);
    }
}

代码托管

本周结对学习情况

- [20155203](http://www.cnblogs.com/xhwh/p/7822561.html)
- 结对学习内容
    课下练习、一起读书、一起研究课下测试。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	2/4	18/38
第三周	500/1000	3/7	22/60
第四周	300/1300	2/9	30/90
第五周	200/1500	2/11	10/100
第六周	200/1700	2/13	10/110
第七周	302/2020	1/14	10/120
第八周	892/2912	1/14	10/130

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

• 计划学习时间:10小时

• 实际学习时间:10小时

• 改进情况：

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导