21045303 《信息安全系统设计基础》第13周学习总结
教材学习内容总结
•一个应用是由一个服务器进程和一个或者多个客户端进程组成的
•一个客户端-服务器事务由四步组成：
(1)当一个客户端需要服务时，向服务器发送一个请求，发起一个事务
(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
(3)服务器给客户端发送一个相应，并等待下一个请求
(4)客户端收到响应并处理它
•物理上，网络是一个按照地理远近组成的层次系统：最低层是LAN（局域网），迄今为止，最流行的局域网技术是以太网
•在层次较高的级别中，多个不兼容的局域网可以通过路由器连接起来，组成互联网络
•协议提供的两种基本能力：
命名机制：每台主机会被分配至少一个这种互联网地址，该地址唯一的标示一台主机。
传送机制：定义一种把数据位捆扎成不连续的片的统一方式
•因特网的客户端和服务器混合使用套接字接口函数和UnixI/O函数进行通信
•TCP/IP实际上是一个协议族
•套接字接口是一组函数，用以创建网络应用
•socket函数：客户端和服务端使用socket函数来创建一个套接字描述符
•connect函数：建立和服务器的连接
•open_clientfd函数：将socket和connect函数包装而成。客户端可以用它来和服务器建立连接
•Web客户端和服务器之间的交互用的是一个基于文本的应用级协议，叫做 HTTP (Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议)
•HTTP 是一个简单的协议。一个 Web 客户端(即浏览器) 打开一个到服务器的因特网连接，并且请求某些内容。服务器响应所请求的内容，然后关闭连接。浏览器读取这些内容，并把它显示在屏幕上
•Web 服务器以两种不同的方式向客户端提供内容：
（1）取一个磁盘文件，并将它的内容返回给客户端。磁盘文件称为静态内容，而返回文件给客户端的过程称为服务静态内容
（2）运行一个可执行文件，并将它的输出返回给客户端。运行时可执行文件产生的输出称为态内容，而运行程序并返回它的输出到客户端的过程称为服务动态内容
•只要逻辑控制流在时间上重叠，那么就可以称为并发
•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。
•构造并发服务器的自然方法就是，在父进程中接受客户端连接请求，然后创建一个新的子进程来为每个新客户端提供服务
•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，而且由此引起的存储器泄露将最终消耗尽可用的存储器，使系统崩溃
•如果服务器要既能相应客户端的连接请求，又能响应用户的键盘输入，那么会产生等待谁的冲突。使用select函数，要求内核挂起进程，只有在一个或多个I/O事件发生之后，才将控制返回给进程
•状态机就是一组状态、输入事件和转移，转移就是将状态和输入时间映射到状态，自循环是同一输入和输出状态之间的转移
•线程与进程的不同：
（1）线程的上下文切换要比进程的上下文切换快得多
（2）和一个进程相关的线程组成一个对等池，独立于其他线程创建的线程
（3）主线程和其他线程的区别仅在于它总是进程中第一个运行的线程
•线程例程：线程的代码和本地数据被封装在一个线程例程中
•一个分离的线程是不能被其他线程回收或杀死的。它的存储器资源在它终止时由系统自动释放
•进度图是将n个并发线程的执行模型化为一条n维笛卡尔空间中的轨迹线，原点对应于没有任何线程完成一条指令的初始状态
•信号量是具有非负整数值的全局变量，只能由两种特殊的操作来处理，这两种操作称为P和V
•信号量不变性：一个正在运行的程序绝不能进入这样一种状态，也就是一个正确初始化了的信号量有一个负值
•二元信号量：将每个共享变量与一个信号量联系起来，然后用然后用P(S)和V(s)操作将这种临界区包围起来，这种方式来保护共享变量的信号量
•竞争：当一个程序的正确性依赖于一个线程要在另一个线程到达y点之前到达它的控制流中的x点时，就会发生竞争
•死锁：一组线程被阻塞了，等待一个永远也不会为真的条件
代码实践
•condvar
mutex用于保护资源，wait函数用于等待信号，signal函数用于通知信号
调用了pthread，gcc编译的时候要加上-lpthread
•count
不加锁的创建两个线程共享同一变量都实现加一操作
•countwithmutex
引入互斥锁
•cp_t
用法：./cp_t [源文件名] [目的文件名] [创建线程数]
•createthread
打印进程和线程ID
•semphore
•share
获得线程的终止状态
•threadexit
•hello_multi
•hello_multi1
•hello_single
•incprint
•twordcount1
统计文件1及文件2两个文件的总字数
•twordcount2
•twordcount3
分别对文件1、文件2两个文件进行字数统计，并把两个文件的字数加起来统计两个文件的总字数
•twordcount4
分别运行代码，根据锁的情况分别统计字数，再把两个文件的字数加起来统计两个文件的总字数
