Параллельное и распределенное программирование на С++
Шрифт:
Выполняя адресную сигнализацию, задача уведомляет другой поток или процесс о том, что произошло некоторое событие. Если задача ожидает сигнала для заданной условной переменной, эта задача будет разблокирована и получит мьютекс. Если сразу несколько задач ожидают сигнала для заданной условной переменной, то разблокирована будет только одна из них. Остальные задачи будут ожидать в очереди, и их разблокирование будет происходить в соответствии с используемой стратегией планирования. При выполнении операции всеобщей сигнализации уведомление получат все задачи, ожидающие сигнала для заданной условной
Условная переменная также имеет атрибутный объект, функции которого перечислены в табл. 5.8.
Таблица 5.8. Функции доступа к атрибутному объекту для условной переменной типа pthread_cond_t
• int pthread_condattr_init ( pthread_condattr_t * attr) Инициализирует атрибутный объект условной переменной, заданный параметром attr, значениями, действующими по умолчанию для всех атрибутов, определенных реализацией;
• int pthread_condattr_destroy ( pthread_condattr_t * attr) ; Разрушает атрибутный объект условной переменной, заданный параметром attr. Этот объект можно инициализировать повторно, вы-звав функцию pthread_condattr_init
• int pthread_condattr_setpshared ( pthread_condattr_t * attr,int pshared);
• int pthread_condattr_getpshared ( const pthread_condattr_t * restrict attr, int *restrict pshared); Устанавливает или возвращает атрибут process-shared атрибутного объекта условной переменной, заданного параметром attr. Параметр pshared может содержать следующие значения:
• PTHREAD_PROCESS_SHARED (разрешает блокировку чтения-записи, разделяемую любыми потоками, которые имеют доступ к памяти, выделенной для этой условной переменной, даже если потоки принадлежат различным процессам);
• PTHREAD_PROCESS_PRIVATE (Условная Переменная разделяется между потоками одного процесса)
• int pthread_condattr_setclock ( pthread_condattr_t * attr, clockid_t clock_id);
• int pthread_condattr_getclock ( const pthread_condattr_t * restrict attr, clockid_t * restrict clock_id); Устанавливает или возвращает атрибут clock атрибутного объекта условной переменной, заданного параметром attr . Атрибут clock представляет собой идентификатор часов, используемых для измерения лимита времени в функции pthread_cond_timedwait . По умолчанию для атрибута clock используется идентификатор системных часов
Использование условных переменных для управления отношениями синхронизации
Условную переменную можно использовать для реализации отношений синхронизации, о которых упоминалось выше: старт-старт (CC), финиш-старт (ФС), старт-финиш (СФ) и финиш-финиш (ФФ).
// Листинг 5.4. ФС-отношения синхронизации между
// двумя потоками
//. . .
float Number;
pthread_t ThreadA,ThreadB;
pthread_mutex_t Mutex, EventMutex;
pthread_cond_t Event;
void * worker1 (void *X) {
for(int Count = l;Count < 100;Count++){
pthread_mutex_lock(&Mutex);
Number++;
pthread_mutex_unlock(&Mutex);
cout << «worker1: число равно» << Number << endl;
if(Number == 50){
pthread_cond_signal(&Event);
}
}
cout << «Выполнение функиии worker1 завершено.» << endl;
return(0);
}
void * worker2 (void *X) {
pthread_mutex_lock(&EventMutex);
pthread_cond_wait(&Event,&EventMutex);
pthread_mutex_unlock(&EventMutex);
for(int Count = 1;Count < 50;Count++){
pthread_mutex_lock(&Mutex);
Number = Number + 20;
pthread_mutex_unlock(&Mutex);
cout << «worker2: число равно» << Number << endl;
}
cout « «Выполнение функции worker2 завершено.» « endl; return(0);
};
int main (int argc, char *argv[]) {
pthread_mutex_init(&Mutex,NULL);
pthread_mutex_init(&EventMutex,NULL);
pthread_cond_init(&Event, NULL);
pthread_create(&ThreadA, NULL, workerl, NULL);
pthread_create(&ThreadB, NULL, worker2 , NULL);
//. . .
return (0);
}
В листинге 5.4 показан пример реализации ФС-отношений синхронизации. Поток ThreadA не может завершиться до тех пор, пока не стартует поток ThreadB. Если значение переменной Number станет равным 50, поток ThreadA сигнализирует о этом потоку ThreadB. Теперь он может продолжать выполнение до самого конца Поток ThreadB не может начать выполнение до тех пор, пока не получит сигнал от потока ThreadA. Поток ThreadB использует объект EventMutex вместе с условной переменной Event. Объект Mutex используется для синхронизации доступа для записи значения разделяемой переменной Number. Для синхронизации различных событий и доступа к критическим разделам задача может использовать несколько мьютексов.
Пример реализации ФФ-отношений синхронизации показан в листинге 5.5.
// Листинг 5.5. ФФ-отношения синхронизации между // двумя потоками
//...
float Number;
pthread_t ThreadA, ThreadB ;
pthread_mutex_t Mutex, EventMutex;
pthread_cond_t Event;
void *workerl(void *X) {
for(int Count = l;Count < 10;Count++){
pthread_mu tex_l ock (&Mutex);
Number++;
pthread_mutex_unlосk(&Mutex);
cout « «workerl: число равно " << Number « endl;