Комментарии по поводу DLL и безопасной многопоточной среды
• Всякий раз, когда создается новый поток, вызывается функция DllMain с опцией DLL_THREAD_ATTACH, но для основного потока отдельного вызова с опцией DLL_THREAD_ATTACH не существует. В случае основного потока должна использоваться опция DLL_PROCESS_ATTACH.
• Вообще говоря, в том числе и в данном случае (возьмите, например, поток, принимающий сообщения (accept thread)), некоторым потокам распределение памяти может и не требоваться, но DllMain не в состоянии различать отдельные типы потоков. Поэтому на участке кода, соответствующем варианту выбора DLL_THREAD_ATTACH, фактического распределения памяти не происходит; здесь только инициализируется параметр TLS. Распределение памяти осуществляется точкой входа ReceiveCSMessage при первом ее вызове. Благодаря этому собственная память выделяется только тем потокам, которые в этом действительно нуждаются, и различные типы потоков получают ровно столько ресурсов, сколько им требуется.
• Хотя рассматриваемая библиотека DLL и обеспечивает безопасную многопоточную поддержку, любой поток в каждый момент времени может работать только с одним сокетом, поскольку долговременные состояния ассоциируются не с сокетами, а с потоками. Этот момент учитывается в следующем примере.
• Исходным кодом DLL, размещенным на Web-сайте, предусмотрен вывод общего количества вызовов DllMain в соответствии с их типами.
• Даже при таком решении существует риск утечки ресурсов. Некоторые потоки, например поток приема сообщений, могут вообще не завершаться, и поэтому не будут отсоединены от библиотеки DLL. Для остающихся активных потоков функция ExitProcess вызовет DllMain с опцией DLL_PROCESS_DETACH, а не DLL_THREAD_DETACH. В данном случае никаких проблем не возникает, поскольку поток приема сообщений никаких ресурсов не распределяет, а освобождение памяти происходит по завершении процесса. Однако, проблемы возможны в тех случаях, когда потоки распределяют такие ресурсы, как временные файлы. Поэтому окончательное решение должно предусматривать создание глобально доступного списка ресурсов. Тогда участок кода, соответствующий опции DLL_PROCESS_DETACH, мог бы взять на себя просмотр этого списка и освобождение ненужных ресурсов.
Пример: альтернативная стратегия создания безопасных библиотек DLL с много поточной поддержкой
Хотя программа 12.4 и демонстрирует пример типичного объединения TLS и DllMain для создания библиотек, обеспечивающих безопасное многопоточное выполнение, в ней имеется одно слабое место, о котором говорится в комментариях к предыдущему разделу. В частности, "состояние" ассоциируется не с сокетом, а с потоком, поэтому в каждый момент времени любой поток может работать только с одним сокетом.
Эффективной альтернативой безопасной библиотеке функций является создание структуры, выступающей в качестве своего рода дескриптора, передаваемого при каждом вызове функции. Тогда состояние можно было бы хранить в этой структуре. Во многих системах на основе UNIX эта методика используется для создания безопасных библиотек С, обеспечивающих многопоточную поддержку. Основной недостаток такого подхода заключается в том, что для указания структуры состояния требуется вводить дополнительный параметр при вызове функции.
Программа 12.5 является видоизмененным вариантом программы 12.4. Заметьте, что DllMain теперь не требуется, но появились две новые функции, предназначенные для инициализации и освобождения ресурсов структуры состояния. Для функций send и receive потребовались лишь самые минимальные изменения. Соответствующая программа сервера, serverSKHA, доступна на Web-сайте книги и содержит лишь незначительные изменения, обеспечивающие создание и закрытие дескриптора сокета (НА означает "handle" — дескриптор).
Программа 12.5. SendReceiveSKHA: безопасная многопоточная DLL со структурой состояния
/* SendReceiveSKHA.с – многопоточный потоковый сокет. */
/* Данная программа представляет собой модифицированную версию программы*/
/* SendReceiveSKST.c, которая иллюстрирует другую методику, основанную */
/* на безопасной библиотеке с многопоточной поддержкой. */
/* Состояние сохраняется не в TLS, а в структуре состояния, напоминающей*/
/* дескриптор HANDLE. Благодаря этому поток может использовать сразу */
/* несколько сокетов. Сообщения разделяются символами конца строки ('\0')*/
#define _NOEXCLUSIONS
#include "EvryThng.h"
#include "ClntSrvr.h " /* Определяет записи запроса и ответа. */
typedef struct SOCKET_HANDLE_T {
/* Текущее состояние сокета в структуре "handle". */
/* Структура содержит "static_buf_len" символов остаточных данных. */
/* Символы конца строки (нулевые символы) могут присутствовать, */
/* а могут и не присутствовать. */
SOCKET sk; /* Сокет, связанный с указанной структурой "handle". */
char static_buf[MAX_RQRS_LEN];
LONG32 static_buf_len;
} SOCKET_HANDLE, * PSOCKET_HANDLE;
/* Функции для создания и закрытия "дескрипторов потоковых сокетов". */
_declspec(dllexport)
PVOID CreateCSSocketHandle(SOCKET s) {
PVOID p;
PSOCKET_HANDLE ps;
p = malloc(sizeof(SOCKET_HANDLE));
if (p == NULL) return NULL;
ps = (PSOCKET_HANDLE)p;
ps->sk = s;
ps->static_buf_len = 0; /* Инициализировать состояние буфера. */
return p;
}
_declspec(dllexport)
BOOL CloseCSSocketHandle(PVOID p) {
if (p == NULL) return FALSE;
free(p);
return TRUE;
}
_declspec(dllexport)
BOOL ReceiveCSMessage(REQUEST *pRequest, PVOID sh)
/* Тип PVOID используется для того, чтобы избежать включения */
/* в вызывающую программу определения структуры SOCKET_HANDLE. */
{
/* Возвращаемое значение TRUE указывает на ошибку или отсоединение. … */
PSOCKET_HANDLE p;
SOCKET sd;
р = (PSOCKET_HANDLE)sh;
if (p == NULL) return FALSE;
sd = p->sk;
/* Этим исчерпываются все отличия от SendReceiveSKST! … */
}
_declspec(dllexport)
BOOL SendCSMessage(RESPONSE *pResponse, PVOID sh) {
/* Послать запрос серверу в сокет sd. … */
SOCKET sd;
PSOCKET_HANDLE p;
p = (PSOCKET_HANDLE)sh;
if (p == NULL) return FALSE;
sd = p->sk;
/* Этим исчерпываются все отличия от SendReceiveSKST! … */
}