Новое в стандарте POSIX.1-2008

Введение

В настояшей публикации, дополняющий монографии [1] и [2], рассматриваются изменения, производенные в стандарте на мобильный интерфейс операционной системы (POSIX) в редакции от 2008 года, именуемой далее POSIX.1-2008 [3]. Эти изменения можно разделить на следующие группы:

В свою очередь, при изменении статуса функций и символов он может как повыситься (функции и символы переводятся в разряд обязательных), так и понизиться (что осуществляется путем перевода функций и символов в разряд устаревших).

Функции и символы, которые были удалены

Ниже приведен список функций и символов, присутствовавших в более ранних версиях стандарта POSIX, но удаленных из POSIX.1-2008:

Функции и символы, ставшие устаревшими

Следующие функции и символы в стандарте POSIX.1-2008 переведены в разряд устаревших:

Функции и символы, ставшие обязательными

Следующие функции и символы в стандарте POSIX.1-2008 переведены в разряд обязательных:

Можно видеть, что основная часть функций, ставших обязательными, обслуживает потребности приложений реального времени. Таким образом, поддержка реального времени - обязательный атрибут современных операционных систем.

Новые функции и символы

В стандарте POSIX.1-2008 появились следующие новые функции и символы:

Устойчивость мьютексов

Из предыдущих разделов видно, что никаких принципиальных изменений в версии стандарта POSIX.1-2008 не произошло. Модификации в подавляющем большинстве носят очевидный, технический характер.

С концептуальной точки зрения единственным существенным нововведением в стандарте POSIX.1-2008 является атрибут устойчивости мьютексов, который определяет поведение совокупности процессов и/или потоков управления после терминирования владельца мьютекса в тот промежуток времени, когда этот мьютекс им захвачен. Подобная ситуация заслуживает особого внимания, так как она чревата возникновением тупиков, если другие процессы и/или потоки управления не могут освободить мьютекс.

В стандарте POSIX.1-2008 определены следующие значения атрибута устойчивости мьютексов:

PTHREAD_MUTEX_STALLED

Это подразумеваемое значение. Никаких специальных действий в случае терминирования владельца мьютекса не предпринимается.

PTHREAD_MUTEX_ROBUST

Если процесс, содержащий поток управления, являющийся владельцем устойчивого мьютекса, терминируется в тот промежуток времени, когда этот мьютекс им захвачен, следующий поток управления, который захватывает мьютекс, должен быть уведомлен о терминировании путем возврата функцией захвата значения EOWNERDEAD. В ситуации, когда терминируется поток управления - владелец мьютекса, аналогичное уведомление не обязательно, но может быть предоставлено.

Уведомленный поток управления может затем вновь попытаться отметить состояние, защищенное устойчивым мьютексом, как непротиворечивое, вызвав функцию pthread_mutex_consistent(). Последующий успешный вызов функции pthread_mutex_unlock() приведет к освобождению мьютекса, а другие потоки управления получат возможность использовать этот мьютекс обычным образом. Если мьютекс освобождается без вызова функции pthread_mutex_consistent(), он должен оставаться в перманентно некорректном состоянии, а все попытки его захвата должны завершаться неудачей с кодом ошибки ENOTRECOVERABLE. Единственной допустимой операцией над подобный мьютексом является pthread_mutex_destroy().

Функции pthread_mutexattr_getrobust() и pthread_mutexattr_setrobust(), служащие, соответственно, для опроса и установки значения атрибута устойчивости мьютексов, описываются следующим образом (см. листинг P.1):

#include <pthread.h>

int pthread_mutexattr_getrobust (const pthread_mutexattr_t *restrict attr,
                                int *restrict robust);

int pthread_mutexattr_setrobust (pthread_mutexattr_t *attr, int robust);

В случае успешного завершения результ функции равен нулю, а текущее значение атрибут устойчивости помещается по указателю robust.

Отметим, что содержательные действия, требующиеся для возврата мьютекса в непротиворечивое состояние, целиком и полностью зависят от приложения. Если подобный возврат невозможен, устойчивые мьютексы могут использоваться для уведомления о возникновении рассогласования путем обращения к функции pthread_mutex_unlock() без предварительного вызова pthread_mutex_consistent(). После этого остается только разрушить мьютекс, обратившись к функции pthread_mutex_destroy(), и затем повторно инициализировать его посредством вызова функции pthread_mutex_init(). Правда, для этого требуется наличие координации с потоками управления, блокированными на мьютексе, поскольку в противном случае вызов функции захвата мьютекса pthread_mutex_lock() со ссылкой на объект-мьютекс, ставший недействительным после обращения к функции pthread_mutex_destroy(), приведет к неопределенному поведению.

Упоминавшаяся выше функция pthread_mutex_consistent() описывается очевидным образом (см. листинг P.2):

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_consistent (pthread_mutex_t *mutex);

Заключение

Изменения, произведенные в стандарте POSIX.1-2008, можно назвать косметическими, за исключением перевода средств реального времени в разряд обязательных. Вероятно, следующая версия стандарта привнесет больше нового.

Литература