Межпроцессное взаимодействие XPC и службы

XPC является технологией межпроцессного взаимодействия OS X что Тестовая среда приложения дополнений путем включения разделения полномочия. Разделение полномочия, в свою очередь, стратегия развития, в которой Вы делите приложение на части согласно доступу системного ресурса, в котором нуждается каждая часть. Части компонента, которые Вы создаете, вызывают службами XPC.

Вы создаете службу XPC как отдельную цель в Вашем проекте XCode. Каждая служба получает свою собственную песочницу — в частности, это получает свой собственный контейнер и свой собственный набор прав. Кроме того, служба XPC, которую Вы включаете со своим приложением, доступна только Вашим приложением. Эти преимущества составляют в целом создание XPC лучшая технология для реализации разделения полномочия в приложении OS X.

XPC интегрируется с Grand Central Dispatch (GCD). При создании соединения Вы связываете его с очередью отгрузки, на которой выполняется трафик сообщений.

Когда приложение запускается, система автоматически регистрирует каждую службу XPC, которую это находит в пространство имен видимый к приложению. Приложение устанавливает соединение с одной из его служб XPC и отправляет, это обменивается сообщениями содержащий события, которые тогда обрабатывает служба.

Для больше на XPC Services, считайте Creating XPC Services в Руководстве по программированию Демонов и Служб. Для узнавания больше о Тестовой среде приложения считайте Руководство по проектированию Тестовой среды приложения.

Кэширование API

libcache API является низкоуровневым purgeable кэшированием API. Агрессивное кэширование является важным методом в максимизации производительности приложения. Однако, когда кэширование требований превышает доступную память, система должна высвободить память по мере необходимости для обработки новых требований. Как правило, это значит кэшированные данные разбивки на страницы для и от относительно медленных устройств хранения, иногда даже приводящих к ухудшению производительности в масштабе всей системы. Ваше приложение должно избежать потенциальной разбивки на страницы наверху путем активного управления ее кэшами данных, выпуска их, как только этому больше не нужны кэшированные данные.

В более широком системном контексте Ваше приложение может также помочь путем создания кэшей, которых операционная система может просто произвести чистку на приоритетной основе, поскольку давление памяти требует. libcache библиотека и платформа Основы NSCache класс помогает Вам создать эти purgeable кэши.

Для получения дополнительной информации о функциях libcache библиотека, см. libcache Ссылку. Для получения дополнительной информации о NSCache класс, см. Ссылку класса NSCache.

Видеосъемка в ядре

Видео I/O обеспечивает интерфейс программирования на C++ уровня ядра для записи драйверов устройств видеосъемки. Видео I/O заменяет средство захвата последовательности QuickTime API в качестве средние значения получения видео в OS X.

Видео I/O состоит из IOVideoDevice класс на стороне ядра (вместе с различными связанными незначительными классами), который Ваш драйвер должен разделить на подклассы, и интерфейс устройства пространства пользователя для связи с драйвером.

Для получения дополнительной информации посмотрите IOVideoDevice.h заголовочный файл в платформе Ядра.

Мах

Мах в основе Дарвина, потому что это обеспечивает некоторые самые критические функции операционной системы. Большая часть того, что обеспечивает Мах, очевидна для приложений. Это управляет ресурсами процессора, такими как использование CPU и память, планирование дескрипторов, осуществляет защиту памяти и реализует центрируемую обменом сообщениями инфраструктуру для невведенного межпроцессного взаимодействия, и локального и удаленного. Мах обеспечивает следующие важные преимущества для вычислений Mac:

• Защищенная память. Устойчивость операционной системы не должна зависеть от всех приложений выполнения, являющихся добропорядочными гражданами. Даже процесс хорошего поведения может случайно записать данные в адресное пространство системы или другого процесса, который может привести к потере или повреждению данных или даже осесть системные катастрофические отказы. Мах гарантирует, что приложение не может записать в памяти другого приложения или в памяти операционной системы. Путем отгораживания приложений друг от друга и от системных процессов, Мах делает, это фактически невозможный для сингла плохо вело себя приложение для нанесения ущерба остальной части системы. Лучший из всех, если сбои приложения как результат его собственного неправомерного поведения, катастрофический отказ влияет только что приложение и не остальная часть системы.

• Вытесняющая многозадачность. С Махом процессы совместно используют CPU эффективно. Мах следит за процессором компьютера, приоритезируя задачи, уровни деятельности проверки в максимуме, и гарантируя, что каждая задача получает ресурсы, в которых это нуждается. Это использует определенные критерии, чтобы решить, насколько важный задача и поэтому сколько времени для выделения ему прежде, чем дать другой задаче его очередь. Ваш процесс не зависит от другого процесса, приводящего к его времени обработки.

• Усовершенствованная виртуальная память. В OS X виртуальная память находится «на» все время. Система виртуальной памяти Маха дает каждому процессу свое собственное частное виртуальное адресное пространство. Для 64-разрядных приложений теоретический максимум составляет приблизительно 18 эксабайт или 18 миллиардов миллиардов байтов. Мах поддерживает таблицы адресов, управляющие переводом виртуальных адресов задачи в физическую память. Обычно только часть данных или кода, содержавшегося в виртуальном адресном пространстве задачи, находится в физической памяти в любой момент времени. Поскольку страницы необходимы, они загружаются в физическую память из хранения. Мах увеличивает их семантика с абстракцией объектов памяти. Названные объекты памяти позволяют одной задаче (на достаточно низком уровне) отобразить диапазон памяти, не отобразить его и отправить его в другую задачу. Эта возможность важна для реализации отдельных сред выполнения в той же системе.

• Поддержка в реальном времени. Эта функция гарантирует доступ низкой задержки к ресурсам процессора для чувствительных ко времени мультимедийных приложений.

Мах также включает кооперативную многозадачность, приоритетную поточную обработку и совместную поточную обработку.

64-разрядное Ядро

С v10.8 OS X требует Mac, использующего 64-разрядное ядро. 64-разрядное ядро предоставляет несколько преимуществ:

• Ядро может поддерживать конфигурации памяти большой емкости более эффективно.

• Максимальный размер буферного кэша увеличен, потенциально улучшив производительность I/O.

• Производительность улучшена при работе со специализированными сетевыми аппаратными средствами, эмулирующими память, отображающуюся через провод или с многократными видеокартами, содержащими более чем 2 ГБ видеопамяти.

Поскольку 64-разрядное ядро не поддерживает 32-разрядные драйверы и расширения ядра (KEXTs), те элементы должны быть созданы для 64-разрядного. К счастью, для большинства драйверов и KEXTs, создающего для 64-разрядного ядра, является обычно не столь трудным, как Вы могли бы думать. По большей части переходя драйвер или KEXT, чтобы быть 64-разрядные способный точно так же, как переходят любая другая часть кода. Для получения дополнительной информации о том, как сделать переход, включая то, какой вещи проверить на в Вашем коде, посмотрите 64-разрядное Руководство по Переходу.

Поддержка драйвера устройства

Дарвинские предложения объектно-ориентированная платформа для разработки драйверов устройств вызвали платформу Набора I/O. Эта платформа упрощает создание драйверов для OS X и обеспечивает большую часть инфраструктуры, в которой они нуждаются. Записанный в ограниченном подмножестве C++ и разработанный для поддержки диапазона семейств устройства Набор I/O является и модульным и расширяемым.

Драйверы устройств, создаваемые с Набором I/O, получают несколько важных функций:

• Истинный Plug and Play

• Динамическое управление устройствами («замена в горячем режиме»)

• Управление питанием (и для рабочих столов и для портативных устройств)

Если Ваше устройство соответствует стандартным спецификациям — таким как те для мышей, клавиатур, устройств аудиовхода, современных MIDI-устройств, и т.д. — оно должно просто работать, когда Вы включаете его. Если Ваше устройство не соответствует опубликованному стандарту, можно использовать ресурсы Набора I/O для создания пользовательского драйвера для удовлетворения потребностей. Устройства, такие как платы AGP, PCI и карты PCIe, сканеры и принтеры обычно требуют пользовательских драйверов или другого программного обеспечения поддержки для работы с OS X.

Для получения информации о создании драйверов устройств см. Руководство по проектированию Драйвера устройства IOKit.

Сетевые расширения ядра

Дарвин позволяет разработчикам ядра добавлять сетевые возможности к операционной системе путем создания сетевых расширений ядра (NKEs). Средство NKE позволяет Вам создавать сетевые модули и даже штабели полного протокола, которые могут быть динамично загружены в ядро и разгружены от него. NKEs также позволяют сконфигурировать стеки протоколов автоматически.

Модули NKE имеют встроенные возможности контроля и изменения сетевого трафика. В канале передачи данных и сетевых уровнях, они могут также получить уведомления об асинхронных событиях от драйверов устройств, такой как тогда, когда существует изменение в состоянии сетевого интерфейса.

Для получения информации о том, как записать NKE, см. Сетевое Руководство по программированию Расширений ядра.

IPC и механизмы уведомления

OS X поддерживает следующие технологии для межпроцессного взаимодействия (IPC) и для поставки уведомлений через систему:

• События файловой системы. События файловой системы (FSEvents) когда изменения происходят в файловой системе, такой как при создании, модификации или удалении файлов и каталогов, механизм для уведомления Вашего приложения. FSEvents API дает Вам способ контролировать много каталогов сразу и обнаружить общие изменения в файловой иерархии. Например, Вы могли бы использовать эту технологию в программном обеспечении для резервного копирования для обнаружения то, что изменили файлы. FSEvents API не предназначается для обнаружения тонкозернистых изменений в отдельных файлах.

  Изучить, как использовать FSEvents API, см. Руководство по программированию Событий Файловой системы.

• Очереди ядра и события ядра. Эти механизмы позволяют Вам прерывать события уровня ядра для получения уведомлений об изменениях в сокетах, процессах, файловой системе и других аспектах системы. Очереди ядра и события являются частью уровня FreeBSD операционной системы и описаны в kqueue и kevent страницы справочника.

• Уведомления BSD. Уведомления BSD имеют несколько преимуществ перед услугами уведомления, предложенными Базовой Основой и Основой. Например, Ваша программа может получить уведомления BSD через механизмы, включающие порты Маха, сигналы и дескрипторы файлов. Кроме того, эта технология легка, эффективна, и способна к объединению уведомлений.

  Можно добавить поддержку уведомлений BSD любому типу программы, включая приложения Какао. Для получения дополнительной информации см. Обзор Уведомления Mac или notify страница справочника. Для обсуждения Какао и Базовых интерфейсов Основы для межпроцессного уведомления, см. Распределенные Уведомления.

• Сокеты и порты. Сокеты и порты являются переносимыми механизмами для межпроцессного взаимодействия. Сокет представляет один конец канала передачи между двумя процессами или локально или по сети. Порт является каналом между процессами или потоками на локальном компьютере. Базовая Основа и Основа обеспечивают высокоуровневые абстракции для портов и сокетов, делающих их проще реализовать и предложить дополнительные функции. Например, можно использовать a CFSocket с a CFRunLoop для мультиплексирования данных, полученных от сокета с данными, полученными от других источников (или больше информации, см. Ссылку Ссылки и CFRunLoop CFSocket).

• Потоки. Поток является механизмом для передачи данных между процессами при передаче использования установленного транспортного механизма такой как Добрый день или HTTP. Высокоуровневые интерфейсы Базовой Основы и Основы (которые работают с CFNetwork) обеспечьте способ на основе потоков считать и записать сетевые данные, и может использоваться с выполненными циклами для работы эффективно в сетевой среде.

• Каналы. Когда дочерний процесс разветвлен, канал является каналом передачи, обычно создаваемым между родителем и дочерним процессом. Данные, записанные в канал, буферизуются и считываются в методе «первым пришел - первым вышел» (FIFO) порядок. Можно создать именованные каналы (pipe функция) для коммуникации между связанными процессами или именованными каналами для коммуникации между любыми двумя процессами. Именованный канал должен быть создан с уникальным именем, известным и отправке и процессу получения.

• Общая память. Общая память является областью памяти, выделенной процессом в частности в целях того, чтобы быть читаемым и возможно перезаписываемым среди нескольких процессов. Можно создать области общей памяти с помощью нескольких подходов BSD, включая shm_open и shm_unlink подпрограммы, и mmap подпрограмма. Доступом к общей памяти управляют через семафоры POSIX, реализующие своего рода механизм блокировки.

  Несмотря на то, что общая память разрешает любой процесс с надлежащими полномочиями считать или записать область общей памяти непосредственно, это очень хрупко — приведение к опасностям повреждения данных и нарушений защиты — и должно использоваться с осторожностью. Это лучше всего используется только в качестве репозитория для необработанных данных (таких как пиксели или аудио) со структурами данных управления, к которым получают доступ посредством более стандартного межпроцессного взаимодействия.

  Для получения информации о shm_open, shm_unlink, и mmap, посмотрите shm_open, shm_unlink, и mmap страницы справочника.

• Событие Apple. Событие Apple является высокоуровневым семантическим событием, которое приложение может отправить в себя в другие приложения на том же компьютере, или к приложениям на удаленном компьютере. Приложения могут использовать события Apple для запроса служб и информации из других приложений. К службам поставок Вы определяете объекты в своем приложении, к которому можно получить доступ с помощью событий Apple и затем обеспечить обработчики событий Apple для ответа на запросы на те объекты.

  Несмотря на то, что события Apple не являются технологией BSD, они - низкоуровневая альтернатива для межпроцессного взаимодействия. Чтобы изучить, как использовать события Apple, см. Руководство по программированию Событий Apple.

Сетевая поддержка

OS X является одной из главных платформ для вычислений во взаимосвязанном мире. Это поддерживает доминирующие типы среды, протоколы, и службы в отрасли, а также дифференцируемые и инновационные службы от Apple.

Штабель сетевого протокола OS X основывается на BSD. Расширяемая архитектура, предоставленная сетевыми расширениями ядра, полученными в итоге в Сетевых Расширениях ядра, упрощает создание модулей, реализовывая новые или существующие протоколы, которые могут быть добавлены к этому штабелю.

Поддержка файловой системы

Компонент файловой системы Дарвина основывается на расширениях BSD и улучшенного проекта Виртуальной файловой системы (VFS). Компонент файловой системы включает следующие функции:

• Полномочия на съемных носителях. Эта функция основывается на глобально уникальном идентификаторе, зарегистрированном для каждого подключенного съемного устройства (включая USB и устройства FireWire) в системе.

• Списки управления доступом, поддерживающие тонкозернистый доступ к объектам файловой системы.

• ОСНОВАННЫЙ НА URL объем монтируется, которые позволяют пользователям (через команду Finder) смонтировать такие вещи как AppleShare и веб-серверы

• Объединенный буферный кэш, консолидирующий буферный кэш с кэшем виртуальной памяти

• Длинные имена файлов (255 символов или 755 байтов, на основе UTF-8)

• Поддержка сокрытия расширений файла на основе на файл

• Журналирование всей файловой системы вводит для помощи в восстановлении данных после катастрофического отказа

Из-за его многократных сред приложения и различных видов устройств это поддерживает, OS X обрабатывает данные файла во многих стандартных форматах объема. Таблица 6-3 перечисляет поддерживаемые форматы.

HFS + объемы поддерживают псевдонимы, символьные ссылки и жесткие ссылки, тогда как объемы UFS поддерживают символьные ссылки и жесткие ссылки, но не псевдонимы. Несмотря на то, что псевдоним и символьная ссылка являются оба легкими ссылками на файл или каталог в другом месте в файловой системе, они семантически отличаются значительными способами. Для получения дополнительной информации посмотрите Псевдонимы и Символьные ссылки в Обзоре Файловой системы.

Поскольку OS X предназначается, чтобы быть развернутым в неоднородных сетях, он также поддерживает несколько протоколов совместного доступа к файлам в сети. Таблица 6-4 перечисляет эти протоколы.

Безопасность

Корни OS X в операционной системе UNIX обеспечивают устойчивую и безопасную вычислительную среду, достижения которой уходят корнями много десятилетий. Службы безопасности OS X создаются поверх BSD (Распределение программного обеспечения Беркли), стандарт с открытым исходным кодом. BSD является формой операционной системы UNIX, обеспечивающей основную безопасность для фундаментальных служб, таких как доступ к файлу и доступ к сети.

Библиотека CommonCrypto, которая является частью libSystem, обеспечивает необработанные криптографические алгоритмы. Это предназначается для замены подобных интерфейсов OpenSSL.

OS X также включает следующие средства защиты:

• Принятие Мандатного управления доступом, обеспечивающего тонкозернистую архитектуру безопасности для управления выполнением процессов на уровне ядра. Эта функция включает «игру в песочнице» приложений, позволяющую Вам ограничить доступ данного приложения к только тем функциям, которые Вы определяете.

• Поддержка подписывания кода и подписания пакета установщика. Если в приложение вмешиваются, эта функция позволяет системе проверить приложения с помощью цифровой подписи и предупредить пользователя.

• Поддержка компилятора укрепления Вашего исходного кода против потенциальных угроз нарушения безопасности. Эта поддержка включает опции запретить выполнение кода, расположенного на штабеле или других частях памяти, содержащей данные.

• Поддержка помещения неизвестных файлов в карантин. Это особенно полезно для разработчиков веб-браузеров или других основанных на сети приложений, получающих файлы от неизвестных источников. Система предотвращает доступ к изолированным файлам, если пользователь явно не утверждает тот доступ.

Для введения в средства защиты OS X см. Обзор безопасности.

Сценарии поддержки

Дарвин включает все языки сценариев, обычно находимые в основанных на UNIX операционных системах. В дополнение к языкам сценариев, связанным с оболочками командной строки (такой как bash и csh), Дарвин также включает поддержку Perl, Python, Ruby, Ruby on Rails и других.

OS X обеспечивает мосты сценариев для классов Objective C Какао. Эти мосты позволяют Вам использовать классы Какао из своего Python и сценариев Ruby. Для получения информации об использовании этих мостов посмотрите Ruby и Темы Программирования Python для Mac.

Поточная обработка поддержки

OS X предоставляет полную поддержку для создания многократных приоритетных потоков выполнения в единственном процессе. Потоки позволяют Вашей программе выполнить многократные задачи параллельно. Например, в то время как отдельный поток реагирует на пользовательские события и обновляет окна в приложении, Вы могли бы создать поток для выполнения некоторых долгих вычислений в фоновом режиме. Используя многократные потоки может часто приводить к значительным повышениям производительности в Вашем приложении, особенно на компьютерах с многократными ядрами CPU. Многопоточное программирование не без его опасностей все же. Это требует, чтобы тщательная координация гарантировала, что состояние Вашего приложения не становится поврежденным.

Все потоки пользовательского уровня в OS X основываются на потоках POSIX (также известный как pthreads). pthread является легкой оберткой вокруг потока Маха, который является реализацией ядра потока. Можно использовать pthreads API непосредственно или использовать любой из пакетов поточной обработки, предлагаемых Какао. Несмотря на то, что каждая поточная обработка предложения различная комбинация гибкости по сравнению с простотой в употреблении, все пакеты предлагают примерно ту же производительность.

В целом необходимо попытаться использовать Центральную Отгрузку или объекты операции для выполнения работы одновременно. Однако могли бы все еще быть ситуации, где необходимо создать потоки явно. Для получения дополнительной информации о поточной обработке поддержки и инструкций по тому, как использовать потоки безопасно, см. Руководство по программированию Поточной обработки.

X11

Система управления окнами X11 предоставлена как дополнительный компонент установки для системы. Эта система управления окнами используется многими приложениями UNIX для рисования окон, средств управления и других элементов графических интерфейсов пользователя. Реализация OS X X11 использует Кварцевую среду рисования, чтобы дать окнам X11 собственное чувство OS X. Эта интеграция также позволяет вывести на экран окна X11 рядом с окнами из исходных приложений, записанных в Какао.

Поддержка разработки программного обеспечения

Следующие разделы описывают некоторые дополнительные функции OS X, влияющие на процесс разработки программного обеспечения.