健壮的服务进程

讲解可靠服务进程设计的最好方法就是借助实例。

第??章(程序??.6)给出了一个资源分配器。对于这个分配器,如果一个资源被分配给了进程,而这个进程在释放资源之前终止(无论是出于意外还是正常终止),那么这个资源就无法被收回。这个问题可以通过以下的方法来解决:

  • 令服务程序捕捉EXIT信号(process_flag(trap_exit,true))。
  • 在分配器和申请资源的进程之间建立连接。
  • 处理由这些进程发出的EXIT信号。正如图 8.1 所示。

_images/8.1.png图8.1 健壮的分配器进程和客户进程

分配器的访问函数不变。通过以下方式启动分配器:

  1. start_server(Resources) ->
  2. process_flag(trap_exit, true),
  3. server(Resources, []).

为了接收EXIT信号,我们将 “服务器” 循环改为:

  1. server(Free, Allocated) ->
  2. receive
  3. {From,alloc} ->
  4. allocate(Free, Allocated, From);
  5. {From,{free,R}} ->
  6. free(Free, Allocated, From, R);
  7. {'EXIT', From, _ } ->
  8. check(Free, Allocated, From)
  9. end.

为了跟申请资源(如果还有资源可用)的进程建立连接,还需要修改allocate/3

  1. allocate([R|Free], Allocated, From) ->
  2. link(From),
  3. From ! {resource_alloc,{yes,R}},
  4. server(Free, [{R,From}|Allocated]);
  5. allocate([], Allocated, From) ->
  6. From ! {resource_alloc,no},
  7. server([], Allocated).

free/4更复杂些:

  1. free(Free, Allocated, From, R) ->
  2. case lists:member({R, From}, Allocated) of
  3. true ->
  4. From ! {resource_alloc, yes},
  5. Allocated1 = lists:delete({R, From}, Allocated),
  6. case lists:keysearch(From, 2, Allocated1) of
  7. false ->
  8. unlink(From);
  9. _ ->
  10. true
  11. end,
  12. server([R|Free], Allocated1);
  13. false ->
  14. From ! {resource_alloc, error},
  15. server(Free, Allocated)
  16. end.

首先我们检查将要被释放的资源,的确是分配给想要释放资源的这个进程的。如果是的话,lists:member({R,From},Allocated)返回true。我们像之前那样建立一个新的链表来存放被分配出去的资源。我们不能只是简单的unlinkFrom,而必须首先检查Form是否持有其他资源。如果keysearch(From,2,Allocated1)(见附录??)返回了falseFrom就没有持有其他资源,这样我们就可以unlinkFrom了。

如果一个我们与之建立了link关系的进程终止了,服务程序将会收到一个EXIT信号,然后我们调用Check(Free,Allocated,From)函数。

  1. check(Free, Allocated, From) ->
  2. case lists:keysearch(From, 2, Allocated) of
  3. false ->
  4. server(Free, Allocated);
  5. {value, {R, From}} ->
  6. check([R|Free],
  7. lists:delete({R, From}, Allocated), From)
  8. end.

如果lists:keysearch(From,2,Allocated)返回了false,我们就没有给这个进程分配过资源。如果返回了{value,{R,From}},我们就能知道资源R被分配给了这个进程,然后我们必须在继续检查该程序是否还持有其他资源之前,将这个资源添加到未分配资源列表,并且将他从已分配资源列表里删除。注意这种情况下我们不需要手动的与该进程解除连接,因为当它终止的时候,连接就已经解除了。

释放一个没有被分配出去的资源是可能一个严重的错误。我们应当修改程序??.6中的free/1函数,以便杀死试图这样干的程序:[2]

  1. free(Resource) ->
  2. resource_alloc ! {self(),{free,Resource}},
  3. receive
  4. {resource_alloc, error} ->
  5. exit(bad_allocation); % exit added here
  6. {resource_alloc, Reply} ->
  7. Reply
  8. end.

用这种方法杀死的程序,如果它还持有其他资源,同时还与服务程序保持着连接,那么服务程序因此将收到一个EXIT信号,如上面所述,处理这个信号的结果会是资源被释放。

以上内容说明了这么几点:

  • 通过设计这样一种服务程序接口,使得客户端通过访问函数(这里是allocate/0和free/1)访问服务程序,并且防止了危险的“幕后操作”。客户端和服务程序之间的连接对用户来说是透明的。特别是客户端不需要知道服务程序的进程ID,因此也就不能干涉它的运行。
  • 一个服务程序如果捕获EXIT信号,并且和它的客户端建立连接以便能监视它的话,就可以在客户端进程死亡的时候采取适当的处理行为。