2018-2019-1 20165325 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结

Posted 2021-01-22 maxeysblog

2018-2019-1 20165325 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结

一、学习笔记——网络编程

1、三种并发方式

构造并发程序的方法有三种：

• 进程
• 线程
• I/O多路复用

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。

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。

I/O多路复用：应用程序在一个进程的上下文中显式地调度控制流。逻辑流被模型化为状态机。

2、C/S编程模型

客户端和服务器都是进程，C/S编程模型由一个服务器进程和一个或多个客户端进程组成

服务器进程管理某种资源，通过操作这种资源来为它的客户端提供某种服务。基本操作为事务，一个客户端-服务器事务由四步组成：

• 客户端向服务器发送请求，发起一个事务；

• 服务器收到请求，操作资源；

• 服务器给客户端发送一个响应，并等待下一个请求。

• 客户端收到响应并处理它。

3、线程控制及相关系统调用

在上一次的socket编程中，服务器持续listen，如果有客户端进程请求，服务器父进程就会派生一个子进程来处理新的连接请求。这便存在基于进程的并发编程。

socket编程

线程：运行子进程上下文中的逻辑流

线程与进程的不同：

• 线程的上下文切换要比进程的上下文切换快得多；

• 和一个进程相关的线程组成对等，独立于其他线程创建的线程。

• 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。

创建线程

pthread create：创建一个新的线程，在新线程的上下文中运行线程例程f。

新线程可以通过pthread _self获得自己的线程ID。

终止线程

一个线程的终止方式：

• 当顶层的线程例程返回，线程会隐式地终止；

• pthread_exit：线程显式地终止。

注：如果主线程调用pthread _exit，它会等待所有其他对等线程终止，然后再终止主线程和整个进程。

回收已终止线程的资源

pthread _join：阻塞，直到线程tid终止，回收已终止线程占用的所有存储器资源。

注：pthread _join只能等待一个指定的线程终止。

分离线程

• 在任何一个时间点上，线程是可结合的或者是分离的。一个可结合的线程能够被其他线程收回其资源和杀死；一个可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有系统自动释放。

• 默认情况下，线程被创建成可结合的，为了避免存储器漏洞，每个可集合的线程都应该要么被其他进程显式的回收，要么通过调用pthread _detach被分离。

初始化线程

pthread _once允许初始化与线程例程相关的状态。once _control变量是一个全局或者静态变量，总是被初始化为PTHREAD _ONCE _INIT。

二、Linux实现命令——mypwd

1、pwd命令学习

在Linux中使用man命令查看pwd：

实际操作使用pwd命令：

pwd命令的作用是查看当前所在的工作路径。

2、思路

基本原理：

每个目录下都至少有两个内容‘.’和’..’，其中‘.’代表当前目录，’..’代表父目录。每个目录或文件都有对应的i-节点号。

$ ls -1ia(数字1，不是字母l)：查看当前目录下的文件名和对应的i-节点号。

伪代码不会写（写出来不规范，可能只有自己看得懂），思路大概是：

• 查看本目录的i-节点，找到父目录；

• 进入父目录，输出其i-节点对应的文件夹名；

• 循环以上过程直到到达根目录；

注：首先找到的目录是较小的子目录，最后才读取到根目录。但是输出是从根目录开始的。

典型的输入输出逆序问题，一般两种解决方案：一是用栈，二是用递归。

这里我使用递归实现。

判断是否抵达根目录

根目录的‘.’和’..’相同，i-节点号相同。

用到的核心函数

• stat(char* fname, struct stat* bufp);把文件fname的信息复制到bufp所指结构体里（stat结构体包含了文件的信息，在/user/include/sys/stat.h中可以看到struct stat的成员变量。）；

• readdir(DIR* dir_ptr)读取dir_ptr目录的所有文件和目录，返回值是struct dirent结构体；每次调用都会指向下一个文件，遍历完后返回值为NULL；

• chdir

3、实现mypwd

代码：

///////////////////////////////////////////
//mypwd.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
void mypwd(ino_t this_inode);
void inum_to_name(ino_t inode_to_find,char* namebuf,int buflen);
ino_t get_inode(char* fname);
//返回文件的i节点
ino_t get_inode(char* fname)            
{
    struct stat info;
    if (stat(fname, &info) == -1){
    fprintf( stderr , "Cannot stat ");
    perror(fname);
    exit (1);
    }
    return info.st_ino;
}
void mypwd(ino_t this_inode)
{
    ino_t my_inode;
    char its_name[BUFSIZ];
    //检查本目录是不是根目录
    if (get_inode("..")!=this_inode)                                 
    {
        //进入上级目录
        chdir("..");         
        inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ);
        my_inode = get_inode(".");
        mypwd(my_inode);
        printf("/%s",its_name);
    }
}
//找到i节点对应的文件名，并放在字符数组里
void inum_to_name(ino_t inode_to_find,char* namebuf,int buflen)   
{
    DIR* dir_ptr;
    struct dirent* direntp;
    dir_ptr = opendir(".");
    if (dir_ptr == NULL)
    {
        perror(".");
        exit(1);
    }
    //寻找指定i节点的目录，将目录名复制到namebuf中。
    while((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL)
    {
        if(direntp->d_ino == inode_to_find)
        {
        strncpy(namebuf,direntp->d_name,buflen);
        namebuf[buflen-1] = '';
        closedir(dir_ptr);
        return;
        }
    }
    fprintf( stderr , "ERROR while looking for inum %d : NOT FOUND!
",(int)inode_to_find);
    exit (1);
}
int main()
{
    //显示路径
    mypwd(get_inode("."));  
    putchar('
');
    return 0;
}

4、测试mypwd