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分类:操作系统

读书笔记:对线程模型的批评

读书笔记:对线程模型的批评

——感谢Ian.Sian投递本文——

多线程模型是主流的并发编程模型。在过去几十年来,多线程模型一直是开发并发程序的有力工具。然而,它的历史并非总那么美好。1997年,NASA 的“火星探路者”号在执行任务的途中遭遇了严重的时序异常(参见 “What really happend on Mars“,注目 follow-up 中的现身说法),无法发回探测数据。如果不是 NASA 远程刷新了程序,它的结局就只能是报废在火星上。这一切都是由程序中潜藏的一个优先级反转 bug 造成的。更早的例子还有80年代的一系列 Therac-25 型医用粒子加速器事故。在这些加速器释放出的过量辐射照射之下,数位病人死亡。事后调查显示,至少有一次发生事故的原因,是加速器的控制软件中,存在一个只能由特定操作序列引发的竞争条件 bug。你也许认为这些只是陈年往事,但是直到现在,即便是世界500强公司们高价买来的信息系统,也同样避免不了这些问题。这导致许多程序员认为线程是个潘多拉魔盒,对它采取能躲就躲的态度。然而近来计算机的发展使得躲猫猫的空间越来越小:随便从市场上淘一个CPU,它里面也有不止一个核心。未来的程序员只会有越来越多的机会接触到并发编程,而无法再独善其身了。

加州大学伯克利分校教授,爱德华 A. 李在2006年做了一次题为《线程的麻烦 (The Problem with Threads)》的学术报告。在报告中他提到:看上去,多线程只是对核心语言的小小扩展,甚至可以以第三方库的形式存在。但实质上,多线程程序和原有的核心语言编写的程序已经完全不同了。其原因在于,由于多线程程序可能以任意的次序交错执行,程序再也无法像顺序执行时那样产生确定的结果。多线程程序容易编写(因为写的是顺序程序),但是难分析,难调试,更容易出错。

在我的想法中,产生问题的根源,是多线程模型作为对并发问题的一个抽象,是很不完善的。

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Linux 2.6.39-rc3的一个插曲

Linux 2.6.39-rc3的一个插曲

2011年4月12日,Linux 2.6.39-rc3发布了,Linus Torvalds写了一个发布邮件,其中包含了一个长长的为这个版本做过贡献的人员名单,这个名单中有很多看上去应该是中国人的名字,我挺为他们感到骄傲的(不知道你是否还记得以前本站的”Linux是由谁写的“)。

不过,没过一会,发现了一个bug,经过大家的调查(2.6.38版没有发现这个问题),很快,找到了原因,是因为一个内存地址的问题,一个叫Yinghai Lu的人(看其名字应该是中国人,其邮件是@kernel.org)找到了原因—— radeon card使用了一个不正确的内存地址[0xa0000000 – 0xc000000]。Joerg Roedel跟贴说,这个地址超出了4GB的内存,然后他和Alex Deucher聊了一会,觉得不应该是这个问题,因为这个地址应该是GPU的,而不是系统内存的。

好像,Yinghai Lu没有理会他们说的不应该是这个问题,给出了个fix

diff --git a/arch/x86/kernel/aperture_64.c b/arch/x86/kernel/aperture_64.c
index 86d1ad4..3b6a9d5 100644
--- a/arch/x86/kernel/aperture_64.c
+++ b/arch/x86/kernel/aperture_64.c
@@ -83,7 +83,7 @@ static u32 __init allocate_aperture(void)
 	 * so don't use 512M below as gart iommu, leave the space for kernel
 	 * code for safe
 	 */
-	addr = memblock_find_in_range(0, 1ULL<<32, aper_size, 512ULL<<20);
+	addr = memblock_find_in_range(0, 1ULL<<32, aper_size, 512ULL<<21);
  	if (addr == MEMBLOCK_ERROR || addr + aper_size > 0xffffffff) {
 		printk(KERN_ERR
 			"Cannot allocate aperture memory hole (%lx,%uK)\n",

看到这个fix,Linus Torvalds不高兴了,他回贴问道:

  • 为什么全都是Magic Numbers?
  • 为什么0x80000000就那么特殊?
  • 为什么我们这样改就行?

还说了这样一句话——

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如何学好C语言

如何学好C语言

有人在酷壳的留言版上询问下面的问题

keep_walker :
今天晚上我看到这篇文章。
http://programmers.stackexchange.com/questions/62502/small-c-projects

我也遇到了和提问的老外一样的问题。。能给像遇到这样烦恼的程序员一点建议嘛?谢谢!

我相信,这可能是很多朋友的问题,我以前也有这样的感觉,编程编到一定的时候,发现能力到了瓶颈,既不深,也不扎实,半吊子。比如:你长期地使用Java和.NET ,这些有虚拟机的语言对于开发便利是便利,但是对于程序员来说可能并不太好,原因有两个:

  1. 虚拟机屏蔽了操作系统的系统调用,以及很多底层机制。
  2. 大量的封装好的类库也屏蔽了很多实现细节。

一段时间后,你会发现你知其然,不知所以然。。我以前在CSDN上写过一篇《Java NIO类库Selector机制解析(》,在那篇文章中我说提到过(有讥讽的语气)Java的程序员不懂底层实现,所以很难把技术学得更扎实。此时,一部分程序员会不自然地想学学底层的技术,很自然的,C语言就被提了上来。

下面是我给这位朋友的一些建议:

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纯文本配置还是注册表

纯文本配置还是注册表

我们知道Unix/Linux下的程序配置文件从来都是纯文本的,你可以自由地修改和查看,他们也没有什么什么XML之类的玩意(参看XML的这两篇文章:),这个最重要的Unix文化(参看Unix传奇下篇)40多年来就这么沿续下来了。我很佩服Microsoft的创新能力,一会儿用INI,一会儿用注册表,一会又是用XML,这就是Windows的编程中那“强大”的创新。在网上又看到有人在争论为什么用注册表而不是纯文本,所以,写下这篇文章。

引入注册表所谓的原因

首先,让我们来看一下为什么微软觉得要使用注册表而不是ini文件,下面是一些其列出来的ini方面的毛病:

  • ini文件不支持Unicode
  • ini文件的安全权限不够
  • ini文件在多进程下存取会有问题
  • 如果一个进程锁上了这个文件,另一个进程就无法获得,只能出错。
  • ini文件只能包含字符串,无法使用二进制
  • 解析ini文件相对来说性能比较慢,第一次读写都需要把整个文件读入内存,然后再写回去。
  • ini文件最大只有32K
  • ini文件的默认目录在Windows系统目录下,只能这个目录只能Windows管理员才能访问
  • ini只能包含了两层,对于多层不支持。
  • 把ini文件放在中央服务器上管理很困难。

而微软说,注册表可以完美地解决这些问题。居然微软只说到了ini文件,但我觉得不单单是ini,所有的以纯文本方式保存配置文件的方法都会出现上述这样的问题。

我的观点

那么,当你在看到这些言论时,你是怎么想的?你有没有经过自己的独立思考?还是你觉得注册表完美地解决了所有的一切?下面是我的一些观点:

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chmod -x chmod的N种解法

chmod -x chmod的N种解法

在SlidesShare.net上有这么一个幻灯片,其说了如下的一个面试题:

如果某天你的Unix/Linux系统上的chomd命令被某人去掉了x属性(执行属性),
那么,你如何恢复呢?

下面是一些答案:

1)重新安装。对于Debian的系统:

sudo apt-get install --reinstall coreutils

2)使用语言级的chmod

  • Perl:perl-e ‘chmod 0755, “/bin/chmod”‘
  • Python:python -c “import os;os.chmod(‘/bin/chmod’, 0755)”
  • Node.js:require(“fs”).chmodSync(“/bin/chmod”, 0755);
  • C程序:
#include <sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
void main()
{
chmod("/bin/chmod", 0000755);
}

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一些非常有意思的杂项资源

一些非常有意思的杂项资源

下面是一些最近在互联网上看到的一些各式各样的资源和文章,当然,都是英文社区的,本来想每一个写一篇文章,但是觉得一篇文章一句话真没劲,所以,把这些东西合并写成一篇文章,这样有利于减轻本站的负载,也有利于节省网络带宽,同样,也就节省了能力和电力,因此也就很环保,很低碳。呵呵。

  • 说到这些很酷很炫的东西,大家一定会想到使用Flash,不过,目前的Flash正在受到HTML5的强力挑战,目前,对于HTML5的展示网站很多,让我们看到了HTML5完全可以做出Flash的样子,比如前些天本站说到的这个演示,还有给大家展示的纯HTML5的小游戏,不过,那些都是一些演示和展示罢了。今天在网上看到一个更强大的HTML5游戏,相当有可玩性,大家不妨一去试玩:http://www.phoboslab.org/biolab/

  • HTML5 可以应用的还不只是游戏,这不,有文章指出,用VexFlow还可以很轻松地在网页上发布乐谱。而这个网页还可以让你制作Hi-PoP音乐。

Rendered music

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Windows编程革命简史

Windows编程革命简史

源文:A Brief History of Windows Programming Revolutions (Ron Burk)

首先,是 Windows API 和 DLL Hell。(译注:DLL Hell——DLL灾难,就是微软的DLL升级时因为不同版本可能造成应用程序无法运行的灾难,首当其冲的是COM编程,相信大家都知道某些木马或是病毒更改了一些系统的DLL可以导致整个Windows不举,这就是DLL Hell) 于是,第一次革命是DDE——我们可以创建一个状态条在上面显示Microsoft的股票价格(译注:Dynamic Data Exchange,工作原理是: 甲方申请一块全局内存,然后把内存指针postmessage到乙方,乙方根据收到的指针访问那块全局内存)。

在那个时候,Microsoft 创建了 VERSIONINFO 资源来管理版本信息,当然,是用来消除DLL Hell。但是,另一个微软内部的小组发现了DDE的致命缺陷:这不是他们做的!

为了解决这个问题,他们创造了OLE(很像DDE,只是名字不一样),而且,我还记得在一次 Microsoft 大会上,某个微软的演讲者正式宣布—— Windows API 马上就会被 OLE API 所重写并取代,我还盲目地相信了这一说法。而且,所有的在图形界面的控件都会是OCX,那是OLE引入的接口,同样,其目的是为了消除DLL Hell。相信大家都记得,那个时候,我们是怎么地梦想着有一天,我们的应用程序(当然是非常大的程序)可以完全地被嵌入到Word文档中。

然而,在Microsoft的某处,Microsoft有些人开始信仰 C++,其确信MFC的出现并可以解决所有的一切问题,但是,因为历史原因,OLE并没有出局,其改了一个名字,叫COM,此时,我们立马意识到OLE(以前的DDE?)真正意味着什么——其用精心的版本管理系统来消除DLL Hell。与此同时,Microsoft的一个变节小组发现了一个MFC的致命缺陷:这不是他们做的!

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使用grep恢复被删文件内容

使用grep恢复被删文件内容

在Unix/Linux下,最危险的命令恐怕就属rm命令了,每次在root下使用这个命令的时候,我都要盯着命令行看上几分钟才敢把回车敲下去。以前,看到同事在脚本中使用rm命令 —— rm {$App_Dir}/* 。因为脚本没有判断变量$App_Dir是否为空,结果,在一次用root操作的时候,整个操作系统一下就不见了,还好只是开发机。从此,我们大家都再也不敢使用rm命令了。

这里给大家介绍一个小技巧用来恢复一些被rm了的文件中的数据。我们知道,rm命令其实并不是真正的从物理上删除文件内容,只过不把文件的inode回收了,其实文件内容还在硬盘上。所以,如果你不小删除了什么比较重要的程序配置文件的时候,我们完全可以用grep命令在恢复,下面是一个恢复示例:

grep -a -B 50 -A 60 'some string in the file' /dev/sda1 > results.txt

说明:

  • 关于grep的-a意为–binary-files=text,也就是把二进制文件当作文本文件。
  • -B和-A的选项就是这段字符串之前几行和之后几行。
  • /dev/sda1,就是硬盘设备,
  • > results.txt,就是把结果重定向到results.txt文件中。

如果你幸运的话,你就可以看到被恢复的内容了。这正是Unix的简单哲学(详见《Unix传奇下篇》)—— 所有的设备都是文件

当然,我还是建议你把root用户的rm的命令用alias换成别一个脚本,那个脚本会帮你把删除的文件放到某个地方。

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