Системное программирование в среде Windows ↓

Оглавление

• Введение
•   Потенциальная аудитория
•   Изменения в третьем издании
•   Как организована эта книга
•   Сопоставление с UNIX и библиотекой С
•   Примеры
•   Web-сайты, посвященные этой книге
•   Благодарности
•   От издательства
• ГЛАВА 1 Знакомство с Win32 и Win64
•   Основные возможности операционных систем
•   Эволюция Windows
•   Версии Windows
•     Устаревшие предыдущие версии Windows
•     Windows NT 5.x
•     Другие интерфейсы программирования для Windows
•     Поддержка процессоров
•   Воздействие Windows на ситуацию на рынке
•   Windows, стандарты и открытые системы
•     Библиотеки совместимости
•   Принципы, лежащие в основе Windows
•   Подготовка к работе с Win64
•   О целесообразности привлечения функций стандартной библиотеки C для обработки файлов
•   Что требуется для работы с данной книгой
•   Пример: простое последовательное копирование файла
•     Копирование файлов с использованием стандартной библиотеки С
•     Копирование файлов с использованием Windows
•     Копирование файлов с использованием вспомогательной функции Windows
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 2 Использование файловой системы и функций символьного ввода/вывода Windows
•   Файловые системы Windows
•   Правила именования файлов
•   Операции открытия, чтения, записи и закрытияфайлов
•     Создание и открытие файла
•     Закрытие файла
•     Чтение файла 
•     Запись в файл 
•   Вступление: стандартные символы и символы Unicode
•     Альтернативные функции для работы с обобщенными строками 
•     Обобщенная функция Main
•     Определения функций
•   Стратегии использования символов Unicode
•   Стандартные устройства и консольный ввод/вывод
•   Пример: вывод на консоль сообщений и подсказок для пользователя
•   Пример: обработка ошибок
•   Пример: копирование нескольких файлов на стандартное устройство вывода
•   Пример: преобразование символов из ASCII в Unicode
•     Производительность программы
•   Управление файлами и каталогами
•     Управление файлами
•     Управление каталогами
•   Пример: печать текущего каталога
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 3 Усовершенствованные средства для работы с файлами и каталогами и знакомство с реестром
•   64-битовая файловая система
•   Указатели файлов
•     64-битовая арифметика
•     Указание позиции файла с помощью структуры OVERLAPPED
•   Определение размера файла
•     Установка размера файла, инициализация файла и разреженные файлы
•   Пример: обновление записей, находящихся в произвольном месте файла
•   Атрибуты файлов и управление каталогами
•     Полные имена файлов
•     Другие методы определения атрибутов файлов и каталогов
•     Именование временных файлов
•   Точки монтирования
•   Пример: вывод списка атрибутов файла
•   Пример: установка меток времени файла
•   Стратегии обработки файлов
•   Блокирование файлов
•     Следствия принятой логики блокирования файлов
•   Реестр
•     Ключи реестра
•   Управление системным реестром
•     Управление подразделами реестра
•     Управление значениями
•   Пример: вывод списка разделов и содержимого реестра
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 4 Обработка исключений
•   Исключения и обработчики исключений
•     Блоки try и except
•     Выражения фильтров и их значения
•     Коды исключений
•     Резюме: последовательность обработки исключений
•   Исключения, возникающие при выполнении операций над числами с плавающей точкой
•   Ошибки и исключения
•     Исключения, генерируемые приложением
•   Пример: обработка ошибок как исключений
•   Обработчики завершения
•     Выход из try-блока
•     Аварийное завершение
•     Выполнение обработчика завершения и выход из него
•     Сочетание блоков finally и except
•     Глобальное и локальное разворачивание стека
•     Обработчики завершения: завершение процессов и потоков
•     SEH и обработка исключений в C++
•   Пример: использование обработчиков завершения для повышения качества программ
•   Пример: использование функции фильтра
•   Обработчики управляющих сигналов консоли
•   Пример: обработчик управляющих сигналов консоли
•   Векторная обработка исключений
•   Резюме
•     В следующих главах
•   Упражнения
• ГЛАВА 5 Управление памятью, отображение файлов и библиотеки DLL
•   Архитектура системы управления памятью в Win32 и Win64
•     Обзор методов управления памятью
•   Куча
•   Управление памятью кучи
•     Другие функции кучи
•     Резюме: управление кучами
•   Пример: сортировка файлов с использованием бинарного дерева поиска
•   Отображение файлов
•     Объекты отображения файлов
•     Отображение файла на адресное пространство процесса
•     Ограничения метода отображения файлов
•     Резюме: отображение файлов
•   Пример: последовательная обработка файлов с использованием метода отображения
•   Пример: сортировка отображенных файлов
•   Базовые указатели
•   Пример: использование базовых указателей
•   Динамически компонуемые библиотеки
•     Статические и динамические библиотеки
•     Неявное связывание
•     Явное связывание
•   Пример: явное связывание функци и преобразования файлов
•     Создание библиотек DLL на основе функции Asc2Un
•   Точки входа библиотеки DLL
•   Управление версиями DLL
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 6 Управление процессами
•   Процессы и потоки Windows
•   Создание процесса
•     Указание исполняемого модуля и командной строки
•     Наследуемые дескрипторы
•   Счетчики дескрипторов процессов
•   Идентификаторы процессов
•   Дублирование дескрипторов
•   Завершение и прекращение выполнения процесса
•   Ожидание завершения процесса
•   Блоки и строки окружения
•     Защита процесса
•   Пример: параллельный поиск указанного текстового шаблона
•   Процессы в многопроцессорной среде
•   Временные характеристики процесса
•   Пример: временные характеристики процессов
•     Использование команды timep
•   Генерация управляющих событий консоли
•   Пример: простое управление задачами
•     Создание фоновых задач
•     Получение номера задачи
•     Вывод списка фоновых задач
•     Поиск задачи в файле списка задач
•   Объекты задач
•   Резюме
•     В следующих главах
•   Упражнения
• ГЛАВА 7 Потоки и планирование выполнения
•   Обзор потоков
•     Перспективы и проблемы
•   Основные сведения о потоках
•   Управление потоками
•     Идентификация потоков
•     Дополнительные функции управления потоками
•     Приостановка и возобновление выполнения потока
•     Ожидание завершения потока
•     Удаленные потоки
•   Использование библиотеки С впотоках
•     Библиотеки с многопоточной поддержкой
•   Пример: многопоточный поиск контекста
•   Потоки и производительность
•   Модель "хозяин/рабочий" и другие модели многопоточных приложений
•   Пример: применение принципа "разделяй и властвуй" для решения задачи сортировки слиянием в SMP-системах
•   Производительность
•   Локальные области хранения потоков
•   Приоритеты процессов и потоков и планирование выполнения
•     Предостережение относительно использования приоритетов потоков и процессов
•   Состояния потоков
•   Возможные ловушки и распространенные ошибки
•   Ожидание в течение конечного интервала времени
•   Облегченные потоки
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 8 Синхронизация потоков
•   Необходимость в синхронизации потоков
•     Критические участки кода
•     Функции взаимоблокировки
•     Локальная и глобальная память
•     Резюме: безопасный многопоточный код
•   Объекты синхронизации потоков
•   Объекты критических участковкода
•     Настройка спин-счетчика
•   Использование объектов CRITICAL_SECTION для защиты разделяемыхпеременных
•   Пример: простая система "производитель/потребитель"
•     Комментарии к примеру простой системы "производитель/потребитель"
•   Мьютексы
•     Покинутые мьютексы
•     Мьютексы, критические участки кода и взаимоблокировки
•     Сравнительный обзор: мьютексы и объекты CRITICAL_SECTION
•     Синхронизация куч
•   Семафоры
•     Использование семафоров
•     Ограниченность семафоров
•   События
•     Обзор: четыре модели использования событий
•   Пример: система "производитель/потребитель"
•   Обзор: объекты синхронизации Windows
•     Ожидание сообщений и объектов
•   Дополнительные рекомендации относительно использования мьютексов и объектов CRITICAL_SECTION
•   Другие функции взаимоблокировки
•   Учет факторов производительности при организации управленияпамятью
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 9 Влияние синхронизации на производительность и рекомендации по ее повышению
•   Влияние синхронизации на производительность
•     Достоинства и недостатки объектов CRITICAL_SECTION
•   Модельная программа для исследования факторов производительности
•   Настройка производительности SMP-систем с помощью спин-счетчиков
•     Установка значений спин-счетчиков
•   Дросселирование семафора для уменьшения состязательности между потоками
•   Родство процессоров
•     Маски родства системы, процесса и потока
•     Определение количества процессоров в системе
•     Гиперпотоки и счетчик процессоров
•   Порты завершения ввода/вывода
•   Рекомендации по повышению производительности и возможные риски
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 10 Усовершенствованные методы синхронизации потоков
•   Модель переменных условий и свойства безопасности
•     Совместное использование событий и мьютексов
•     Модель переменных условий
•     Использование функции SignalObjectAndWait
•   Пример: объект порогового барьера
•     Комментарии по поводу реализации объекта порогового барьера
•   Объект очереди
•     Комментарии по поводу функций управления очередью с точки зрения производительности
•   Пример: использование очередей в многоступенчатом конвейере
•     Комментарии по поводу многоступенчатого конвейера
•   Асинхронные вызовы процедур
•   Очередизация асинхронных вызовов процедур
•     АРС и упущенные сигналы
•   Состояния дежурного ожидания
•   Безопасная отмена выполнения потоков
•   Создание переносимых приложений с использованием потоков Pthreads
•   Стеки потоков и допустимые количества потоков
•   Рекомендации по проектированию, отладке и тестированию программ
•   Как избежать создания некорректного программного кода
•   За рамками Windows API
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 11 Взаимодействие между процессами
•   Анонимные каналы
•   Пример: перенаправление ввода/вывода с использованием анонимного канала
•   Именованные каналы
•     Использование именованных каналов
•     Создание именованных каналов
•     Подключение клиентов именованных каналов
•     Функции состояния именованных каналов
•     Функции подключения именованных каналов
•     Подключение клиентов и серверов именованных каналов
•   Функции транзакций именованных каналов
•     Определение наличия сообщений в именованных каналах
•   Пример: клиент-серверный процессор командной строки
•   Комментарии по поводу клиент-серверного процессора командной строки
•   Почтовые ящики
•     Использование почтовых ящиков
•     Создание и открытие почтового ящика
•   Создание, подключение и именование каналов и почтовых ящиков
•   Пример: сервер, обнаруживаемый клиентами
•   Комментарии по поводу многопоточных моделей
•   Резюме
•     В следующих главах
•   Упражнения
• ГЛАВА 12 Сетевое программирование с помощью сокетов Windows
•   Сокеты Windows
•     Инициализация Winsock
•     Создание сокета
•   Серверные функции сокета
•     Связывание сокета
•     Перевод связанного сокета в состояние прослушивания
•     Прием клиентских запросов соединения
•     Отключение и закрытие сокетов
•     Пример: подготовка и получение клиентских запросов соединения
•   Клиентские функции сокета
•     Установление клиентского соединения с сервером
•     Пример: подключение клиента к серверу
•     Отправка и получение данных
•   Сравнение именованных каналов и сокетов
•     Сравнение серверов именованных каналов и сокетов
•     Сравнение клиентов именованных каналов и сокетов
•   Пример: функция приема сообщений в случае сокета
•   Пример: клиент на основе сокета
•   Пример: усовершенствованный сервер на основе сокетов
•     Замечания по поводу безопасности
•   Внутрипроцессные серверы
•   Ориентированные на строки сообщения, точкив хода DLL и TLS
•     Решение проблемы долговременных состояний в многопоточной среде
•   Пример: безопасная многопоточная DLL для обмена сообщениями через сокет
•     Комментарии по поводу DLL и безопасной многопоточной среды
•   Пример: альтернативная стратегия создания безопасных библиотек DLL с много поточной поддержкой
•   Дейтаграммы
•     Использование дейтаграмм для удаленного вызова процедур
•   Сравнение Berkeley Sockets и Windows Sockets
•   Перекрывающийся ввод/вывод с использованием Windows Sockets
•   Windows Sockets 2
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 13 Windows Services
•   Написание программ, реализующихслужбы Windows Services: обзор
•   Функция main()
•   Функции ServiceMain()
•     Регистрация управляющей программы службы
•     Настройка состояния службы
•     Структура SERVICE_STATUS
•     Специфический для службы код
•   Обработчик управляющих команд службы
•   Пример: "интерфейсная оболочка" службы
•   Управление службами Windows
•     Открытие SCM
•     Создание и удаление службы
•     Запуск службы
•     Управление службой
•     Опрос состояния службы
•   Резюме: функционирование и управление службой
•   Пример:команднаяоболочкауправленияслужбами
•   Совместное использование объектов ядра приложениями и службами
•   Регистрация событий
•   Замечания по отладке службы
•   Резюме
•     В следующих главах
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 14 Асинхронный ввод/вывод и порты завершения
•   Обзор методов асинхронного ввода/вывода Windows
•   Перекрывающийся ввод/вывод
•     Перекрывающиеся сокеты
•     Следствия применения перекрывающегося ввода/вывода
•     Структуры OVERLAPPED
•     Состояния перекрывающегося ввода/вывода
•     Отмена выполнения операций перекрывающегося ввода/вывода
•   Пример: использование дескриптора файла в качестве объекта синхронизации
•   Пример: преобразование файлов с использованием перекрывающегося ввода/вывода и множественной буферизации
•   Расширенный ввод/вывод с использованием процедуры завершения
•     Функции ReadFileEx, WriteFileEx и процедурызавершения
•     Функции дежурного ожидания
•     Выполнение процедуры завершения и возврат из функции дежурного ожидания
•   Пример: преобразование файла с использованием расширенного ввода/вывода
•   Асинхронный ввод/вывод сиспользованием нескольких потоков
•   Таймеры ожидания
•   Пример: использование таймера ожидания
•     Комментарии к примеру с таймером ожидания
•   Порты завершения ввода/вывода
•     Управление портами завершения ввода/вывода
•     Ожидание порта завершения ввода/вывода
•     Отправка уведомления порту завершения ввода/вывода
•     Альтернативы портам завершенияввода/вывода
•   Пример: сервер, использующий порты завершения ввода/вывода
•   Резюме
•     В следующих главах
•   Упражнения
• ГЛАВА 15 Безопасность объектов Windows
•   Атрибуты безопасности
•   Общий обзор средств безопасности: дескриптор безопасности
•     Списки контроля доступа
•     Использование объектов безопасности Windows
•     Права объектов и доступ к объектам
•     Инициализация дескриптора безопасности
•   Управляющие флаги дескриптора безопасности
•   Идентификаторы безопасности
•   Работа с ACL
•   Пример: использование разрешений на доступ в стиле UNIX к файлам NTFS
•   Пример: инициализация атрибутов защиты
•     Комментарии к программе 15.3
•   Чтение и изменение дескрипторов безопасности
•   Пример: чтение разрешений на доступ к файлу
•   Пример: изменение разрешений на доступ к файлу
•   Защита объектов ядра и коммуникаций
•     Защита именованных каналов
•     Защита объектов ядра и приватных объектов
•     Значения маски АСЕ
•   Пример: защита процесса и его потоков
•   Обзор дополнительных возможностей защиты объектов
•     Удаление элементов АСЕ
•     Абсолютные и самоопределяющиеся относительные дескрипторы безопасности
•     Системные списки ACL
•     Информация, хранящаяся в маркерах доступа
•     Управление идентификаторами SID
•     Протокол защищенных сокетов
•   Резюме
•     В следующей главе
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ГЛАВА 16 Программирование в среде Win64
•   Нынешнее состояние Win64
•     Поддержка процессоров
•     Поддержка Windows
•     Поддержка сторонних компаний
•   Обзор 64-разрядной архитектуры
•     Необходимость в 64-битовой адресации
•     Опыт UNIX
•     Опыт перехода от 16-разрядных версий Windows к 32-разрядным
•   Надолго ли хватит 64 бит?
•   Модель программирования Win64
•     Цели
•   Типы данных
•     Типы данных фиксированной точности
•     Типы данных, соответствующие точности указателей
•     Пример: использование указательных типов данных
•     Различия между Windows и UNIX
•   Перенос имеющегося программного кода
•     Изменения, связанные с использованием API
•     Изменения, связанные с устранением неявных допущений относительно предполагаемых размеров элементов данных
•   Пример: перенос программы sortMM (программа 5.5)
•     Использование предупреждающих сообщений компилятора
•     Код до подготовки к переносу
•     Предупреждающие сообщения компилятора
•     Предупреждающие сообщения и необходимые изменения, касающиеся других программ
•   Резюме
•     Дополнительная литература
•   Упражнения
• ПРИЛОЖЕНИЕ А Использование примеров программ
•   Структура каталогов
•     Учебные пособия (слайды)
•     Каталог Utility
•     Каталог Include
•     Распределение программ по главам
•   Листинги включаемых файлов
•   Дополнительные служебные программы
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б Сопоставление функций Windows, UNIX и библиотеки С
• ПРИЛОЖЕНИЕ В Результаты измерения производительности
•   Тестовые конфигурации
•     Приложения
•     Хост-системы
•   Измерение производительности
•     Копирование файлов
•     Преобразование символов из кодировки ASCII в Unicode
•     Поиск заданных комбинаций символов
•     Сортировка файлов
•     Множество потоков, соревнующихся между собой за обладание единственным ресурсом
•   Выполнение тестов
• Библиография