2017-2018-1 20155327 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结

2017-2018-1 20155327 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结

学习目标

掌握三种并发的方式：进程、线程、I/O多路复用

掌握线程控制及相关系统调用

掌握线程同步互斥及相关系统调用

客户端-服务器编程模型

1.每个网络应用都是基于客户端-服务器模型的。采用这个模型，一个应用是由一个服务器户端提供某种服务。服务器管理某种资源，并且通过操作这种资源来为它的客户端提供某种服务。—个FTP服务器就管理了一组磁盘文件，它为客户端进行它会为客户端进行存储和检索。相似地一个电子邮件服务器管理了一些文件，它为客户端进行读和更新。
2.客户端-服务器模型中的基本操作是事务
3.事务由四步组成
1）当一个客户端需要服务时，它向服务器发送一个请求，发起一个事务。例如，当Web览器需要一个文件时，它就发送一个请求给Web服务器
2）服务器收到请求后，解释它，并以适当的方式操作它的资源。例如，当Web服务器收到浏览器发出的请求后，它就读一个磁盘文件
3）服务器给客户端发送一响应，并等待下一个请求。例如，Web服务器将文件发送回客户端；
4）客户端收到响应并处理它。例如，当Web浏览器收到来自服务器的一页后，它就在屏幕上显示此页。

socket函数

1.Socket函数客户端和服务器使用函数来创建一个套接字描述符.

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain,int tpye,int protocol);

clientfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);```
1.其中，AF_INET表明我们正在使用因特网，而SCKET_STREAM表示这个套接字是因特网连接一个端点。Socket返回的clientfd描述符仅是部分打开的，还不能用于读写。如何完成打开套接字的工作，取决于我们是客户端还是服务器。
###connect函数
1.客户端通过connect函数来建立和服务器的连接。
```#include <sys/socket.h>

int connect(int sockfd,struct sockadd *serv_addr,int addrlen);```
1.connect函数试图与套接字地址为serv_addr的服务器建立一个因特网连接，其中addrlen是size of ( sockaddr_in )。Connect函数会阻塞，一直到连接成功建立或是发生错误如果成功，sockfd描述符现在就准备好可以读写了，并且得到的连接是由套接字对刻画的。
11.4.4 open_clientfd函数627
1.将socket和connect包装

1.open_clientfd的代码


###bind函数
```#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr,int addrlen);```
### listen函数
listen函数将sockfd从一个主动套接字转化为一个监听套接字。该套接字可以接受来自客户端的连接请求。backlog参数暗示了内核在开始拒绝连接请求之前，该放入队列中等待的未完成连接请求的数量


### accept函数
```#include <sys/socket.h>

int accept(int listenfd,struct sockaddr *addr,int *addrlen);```
##基于进程的并发编程
1.在接受连接请求之后，服务器派生一个子进程，这个子进程获得服务器描述符表的完整拷贝。子进程关闭它的拷贝中的监听描述符3，而父进程关闭它的已连接描述符4的拷贝，因为不再需要这些描述符了。这就得到了图中的状态，其中子进程正忙于为客户端提供服务。因为父子进程中的已连接描述符都指向同一个文件表表项，所以父进程关闭它的已连接描述符的拷贝是至关重要的。否则，将永远不会释放已连接描述符4的文件表条目，而且由此引起的存储器泄漏将最终消耗尽可用的存储器，使系统崩溃。
2.现在假设在父进程为客户端1创建了子进程之后，它接受一个新的客户端2的连接请求，并返回一个新的已连接描述符（比如描述符5）如图所示。然后，父进程又派生另一个子进程，这个子进程用已连接描述符5为它的客户端提供服务，如图所示。此时，父进程正在等待下一个连接请求，而两个子进程正在形地为它们各自的客户端提供服务。
![](http://images2017.cnblogs.com/blog/1071551/201711/1071551-20171114224605687-303470007.png)

![](http://images2017.cnblogs.com/blog/1071551/201711/1071551-20171114224615437-393418586.png)

##基于进程的并发服务器
一个基于进程的并发的echo服务器的代码，重要说明：
首先，通常服务器会运行很长时间，所以我们必须包括一个SIGCHLD处理程序，来回收僵死子进程资源。
其次，父子进程必须关闭他们的connfd拷贝。
最后，因为套接字的文件表表项的引用计数，直到父子进程的connfd都关闭了，到客户端的连接才会终止。
##基于i/o多路复用的并发编程651
1.比如一个服务器，它有两个I/O事件：1）网络客户端发起连接请求，2）用户在键盘上键入命令行。我们先等待那个事件呢？没有那个选择是理想的。如果accept中等待连接，那么无法相应输入命令。如果在read中等待一个输入命令，我们就不能响应任何连接请求（这个前提是一个进程）。
2.针对这种困境的一个解决办法就是I/O多路复用技术。基本思想是：使用select函数，要求内核挂起进程，只有在一个或者多个I/O事件发生后，才将控制返给应用程序。如图所示：横向的方格可以看作是一个n位的描述符向量。现在，我们定义第0位描述是“标准输入”，第3位描述符是“监听描述符”。
##基于线程的并发编程
每个线程都有自己的线程上下文，包括一个线程ID、栈、栈指针、程序计数器、通用目的寄存器和条件码。所有的运行在一个进程里的线程共享该进程的整个虚拟地址空间。由于线程运行在单一进程中，因此共享这个进程虚拟地址空间的整个内容，包括它的代码、数据、堆、共享库和打开的文件。




##上周考试错题总结

Linux信号处理说法正确的是（）
A	.	
可以用signal()处理信号
B	.	
一个信号最多只能被接收一次
C	.	
kill(1)用来杀死进程
D	.	
kill(1)用来发送信号
E	.	
可以通过键盘发送信号
F	.	
可以用sigaction()处理信号
正确答案： A B D E F  

有关exec系列函数，下面说法正确的是（）
A	.	
可以用char[][] 来传递argv
B	.	
进程调用了exec系列函数后，pid会变
C	.	
进程调用了exec系列函数后，代码会改变。
D	.	
system（）和exec系列等价。
E	.	
exec系列函数中带e的要传入环境变量参数
F	.	
exec系列函数中带v的要传入环境变量参数
正确答案： C E  

关于代码  int main(){} 说法正确的是（）
A	.	
返回值是0
B	.	
返回值不确定
C	.	
会调用exit(0)
D	.	
返回值大于0
E	.	
上面代码运行完，在命令行中运行echo $?  的值是0  
正确答案： A C E  
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	10/10	1/1	10/10	
第二周	80/90	1/2	15/25	
第三周	100/190	1/3	15/40	
第四周	150/340	1/4	18/58	
第五周		2/6	20/78	
第六周		2/8	20/98	
第七周	2124/	2/10	20/118	
第八周		2/12	30/148	
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:35小时

实际学习时间:30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
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