7.4. Блокировка и ожидание

7.4. Блокировка и ожидание

Продемонстрируем теперь, что взаимные исключения предназначены для блокирования, но не для ожидания. Изменим наш пример из предыдущего раздела таким образом, чтобы потребитель запускался сразу же после запуска всех производителей. Это даст возможность потребителю обрабатывать данные по мере их формирования производителями в отличие от пpoгрaммы в листинге 7.1, в которой потребитель не запускался до тех пор, пока все производители не завершали свою работу. Теперь нам придется синхронизовать потребителя с производителями, чтобы первый обрабатывал только данные, уже сформированные последними.

В листинге 7.3 приведен текст функции main. Начало кода (до объявления функции main) не претерпело никаких изменений по сравнению с листингом 7.1.

Листинг 7.3. Функция main: запуск потребителя сразу после запуска производителей

//mutex/prodcons3.c

14 int

15 main(int argc, char **argv)

16 {

17  int i, nthreads, count[MAXNTHREADS];

18  pthread_t tid_produce[MAXNTHREADS], tid_consume;

19  if (argc != 3)

20   err_quit("usage: prodcons3 <#items> <#threads>");

21  nitems = min(atoi(argv[1]), MAXNITEMS);

22  nthreads = min(atoi(argv[2]), MAXNTHREADS);

23  /* создание всех производителей и одного потребителя */

24  Set_concurrency(nthreads + 1);

25  for (i = 0; i < nthreads; i++) {

26   count[i] = 0;

27   Pthread_create(&tid_produce[i], NULL, produce, &count[i]);

28  }

29  Pthread_create(&tid_consume, NULL, consume, NULL);

30  /* ожидание завершения производителей и потребителя */

31  for (i = 0; i < nthreads; i++) {

32   Pthread_join(tid_produce[i], NULL);

33   printf("count[%d] = %d ", i, count[i]);

34  }

35  Pthread_join(tid_consume, NULL);

36  exit(0);

37 }

24 Мы увеличиваем уровень параллельного выполнения на единицу, чтобы учесть поток-потребитель, выполняемый параллельно с производителями.

25-29 Поток-потребитель создается сразу же после создания потоков-производителей.

Функция produce по сравнению с листингом 7.2 не изменяется. В листинге 7.4 приведен текст функции consume, вызывающей новую функцию consume_wait. 

Листинг 7.4. Функции consume и consume_wait

//mutex/prodcons3.с

54 void

55 consume wait(int i)

56 {

57  for (;;) {

58   Pthread_mutex_lock(&shared.mutex);

59   if (i < shared.nput) {

60    Pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);

61    return; /* элемент готов */

62   }

63   Pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);

64  }

65 }

66 void *

67 consume(void *arg)

68 {

69  int i;

70  for (i = 0; i < nitems; i++) {

71   consume_wait(i);

72   if (shared.buff[i] != i)

73    printf("buff[%d] = %d ", i, shared.buff[i]);

74  }

75  return(NULL);

76 }

Потребитель должен ждать

71 Единственное изменение в функции consume заключается в добавлении вызова consume_wait перед обработкой следующего элемента массива.

Ожидание производителей

57-64 Наша функция consume_wait должна ждать, пока производители не создадут i-й элемент. Для проверки этого условия производится блокировка взаимного исключения и значение i сравнивается с индексом производителя nput. Блокировка необходима, поскольку значение nput может быть изменено одним из производителей в момент его проверки.

Главная проблема — что делать, если нужный элемент еще не готов. Все, что нам остается и что мы делаем в листинге 7.4, — это повторять операции в цикле, устанавливая и снимая блокировку и проверяя значение индекса. Это называется опросом (spinning или polling) и является лишней тратой времени процессора.

Мы могли бы приостановить выполнение процесса на некоторое время, но мы не знаем, на какое. Что нам действительно нужно — это использовать какое-то другое средство синхронизации, позволяющее потоку или процессу приостанавливать работу, пока не произойдет какое-либо событие.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

7.4 ОЖИДАНИЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

7.4 ОЖИДАНИЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА Процесс может синхронизировать продолжение своего выполнения с моментом завершения потомка, если воспользуется системной функцией wait. Синтаксис вызова функции:pid = wait(stat_addr);где pid — значение кода идентификации (PID)


7.5. Условные переменные: ожидание и сигнализация

Из книги UNIX: взаимодействие процессов автора Стивенс Уильям Ричард

7.5. Условные переменные: ожидание и сигнализация Взаимное исключение используется для блокирования, а условная переменная — для ожидания. Это два различных средства синхронизации, и оба они нужны. Условная переменная представляет собой переменную типа pthread_cond_t. Для


Ожидание завершения процесса

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

Ожидание завершения процесса Простейшим, но наряду с этим и обладающим наиболее ограниченными возможностями, методом синхронизации с другим процессом является ожидание его завершения. Представленные ниже стандартные функции ожидания Windows обладают рядом интересных


Ожидание завершения потока

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

Ожидание завершения потока Поток может дожидаться завершения выполнения другого потока точно так же, как потоки могут дожидаться завершения процесса, что обсуждалось в главе 6. В этом случае при вызове функций ожидания (WaitForSingleObject и WaitForMultipleObjects) вместо дескрипторов


Ожидание сообщений и объектов

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.

Ожидание сообщений и объектов Функция MsgWaitForMultipleObjects аналогична функции WaitForMultipleObjects. Применяйте ее для того, чтобы разрешить потоку или процессу обработку событий пользовательского интерфейса, таких как щелчки мышью, во время ожидания перехода объектов синхронизации в


13.2.7. Ожидание события

Из книги QNX/UNIX [Анатомия параллелизма] автора Цилюрик Олег Иванович

13.2.7. Ожидание события Часто один или несколько потоков следят за «внешним миром», а остальные выполняют полезную работу. Все примеры в этом разделе надуманные, но общий принцип они все же иллюстрируют.В следующем примере прикладную задачу решают три потока. Четвертый


10.5.1. Запуск и ожидание с помощью system()

Из книги Программирование для Linux. Профессиональный подход автора Митчелл Марк

10.5.1. Запуск и ожидание с помощью system() Программам часто требуется запускать другие программы и ожидать их завершения, прежде чем продолжать свою работу. Функция system() позволяет это делать достаточно просто.int system (const char* cmd);system() порождает дочерний процесс, который


12.2.6. Ожидание сигналов

Из книги автора

12.2.6. Ожидание сигналов Когда программа построена преимущественно вокруг сигналов, часто необходимо, чтобы она ожидала появления какого-то сигнала, прежде чем продолжать работу. Системный вызов pause() предоставляет простую возможность для этого.#include <unistd.h>int


17.3.4. Ожидание соединений

Из книги автора

17.3.4. Ожидание соединений После создания сокета сервер привязывает к нему адрес с помощью функции bind(). Далее процесс сообщает системе путем вызова функции listen(), что он готов разрешить другим процессам соединение с данным сокетом (по указанному адресу). Если сокет привязан


17.4.2. Ожидание соединения

Из книги автора

17.4.2. Ожидание соединения Как объяснялось выше, ожидание установки соединения на сокете домена Unix придерживается следующей процедуры: создание сокета, привязка адреса к сокету, перевод системы в режим ожидания соединений и принятие соединения.Ниже показан пример


17.5.7. Ожидание TCP-соединений

Из книги автора

17.5.7. Ожидание TCP-соединений Ожидание соединений TCP происходит почти идентично ожиданию соединений домена Unix. Единственные различия заключаются в семействах протоколов и адресов. Ниже показан вариант примера сервера домена Unix, который работает через сокеты TCP. 1: /* tserver.с


Ожидание условия

Из книги автора

Ожидание условия Простое ожиданиеint pthread_cond_wait(pthread_cond_t* cond, pthread_mutex_t* mutex);Вызов функции блокирует вызвавший поток на условной переменной cond и разблокирует мьютекс mutex. Поток блокируется до тех пор, пока другой поток не вызовет функцию разблокирования на условной


Ожидание завершения потока

Из книги автора

Ожидание завершения потока Ожидание родительским потоком завершения одного или нескольких порожденных им «присоединенных» потоков (на вызове pthread_join()) — это простейший и эффективный вариант синхронизации потоков, не требующий для своей реализации каких-либо


Ожидание на барьере

Из книги автора

Ожидание на барьере Функция ожидания (синхронизации) на барьере:int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t* barrier);Вызов этой функции приводит к блокированию потока до тех пор, пока на барьере не накопится количество заблокированных потоков, определенное ранее при вызове функции


3.4.1. Ожидание завершения процесса

Из книги автора

3.4.1. Ожидание завершения процесса Читатели, запускавшие программу fork-exec (см. листинг 3.4), должно быть, обратили внимание на то, что вывод команды ls часто появляется после того, как основная программа уже завершила свою работу. Это связано с тем, что дочерний процесс, в