Параллельное и распределенное программирование на С++ - Хьюз Камерон

while ((l->lock_count < 0) && (l->waiting_writers ! = 0))

pthread_cond_wait (&l->rcond, &l->lock);

l->lock_count++;

/*

* Обратите внимание на то, что функция pthread_cleanup_pop()

* выполняет здесь фyнкциюwaiting_reader_cleanup(). */

pthread_cleanup_pop(l); }

void

release_read_lock (rwlock *1) {

pthread_mutex_lock (&l->lock); if (--l->lock_count == 0) pthread_cond_signal (&l->wcond); pthread_mutex_unlock (1);

void

waiting_writer_cleanup (void *arg) {

rwlock *1;

1 = (rwlock *) arg;

if ((—l->waiting_writers == О) && (l->lock_count >= 0)) { /*

* Это происходит только в случае отмены потока. */

pthread_cond_broadcast (&l->wcond);

}

pthread_mutex_unlock (&l->lock);

}

void

lock_for_write (rwlock *1) {

pthread_mutex_lock (&l->lock),-l->waiting_writers++;

pthread_cleanup_push (waiting_writer_cleanup, 1); while (l->lock_count ! = О) pthread_cond_wait (&l->wcond, &l->lock); l->lock_count = -1; /*

* Обратите внимание на то, что функция pthread_cleanup_pop()

* выполняет здесь функцию waiting_writer_cleanup(). */

pthread_cleanup_pop (1);

}

void

release_write_lock (rwlock *1) {

pthread_mutex_lock (&l->lock);

l->lock_count = 0;

if (l->waiting_writers == О)

pthread_cond_broadcast (&l->rcond)

else

pthread_cond_signal (&l->wcond); pthread_mutex_unlock (&l->lock);

}

/*

* Эта функция вызывается для инициализации блокировки

* чтения-записи. */

void

initialize_rwlock (rwlock *1) {

pthread_mutex_init (&l->lock, pthread_mutexattr_default); pthread_cond_init (&l->wcond, pthread_condattr_default); pthread_cond_init (&l->rcond, pthread_condattr_default); l->lock_count = О; l->waiting_writers = О;

Приложение Б 559

}

reader_thread() {

lock_for_read (&lock);

pthread_cleanup_push (release_read_lock, &lock); /*

* Поток устанавливает блокировку для чтения. */

pthread_cleanup_pop (1);

}

writer_thread() {

lock_for_write (&lock);

pthread_cleanup_push (release_write_lock, &lock); /*

* Поток устанавливает блокировку для записи. */

pthread_cleanup_pop (1) ;

}

Замечания по использованию

Две описываемые здесь функции, pthread_cleanup_push() и pthread_cleanup_pop (), которые помещают и извлекают из стека обработчики запроса на отмену потока, можно сравнить с левой и правой круглыми скобками. Их нужно всегда использовать «в паре».

Логическое обоснование

Ограничение, налагае м ое на две функции, pthread_cleanup_push() и pthread_cleanup_pop(), которые помещают и извлекают из стека обработчики запроса на отмену потока, и состоящее в том, что они должны использоваться попарно в пределах одного и того же лексического контекста, позволяет создавать эффективные макросы (или компиляторные реализации) и эффективно управлять памятью. Вариант реализации этих функций в виде макросов может выглядеть следующим образом,

#define pthread_cleanup_push (rtn, arg) {

struct _pthread_handler_rec _cleanup_handler, **_head;

_cleanup_handler.rtn = rtn;

_cleanup_handler.arg = arg;

(void) pthread_getspecific (_pthread_handler_key, &_head);

_cleanup_handler.next = *_head;

*_head = &_cleanup_handler;

#define pthread_cleanup_pop (ex)

*_head = _cleanup_handler.next;

if (ex) (*_cleanup_handler.rtn) (_cleanup_handler.arg);

}

Возможна даже более «смелая» реализация этих функций, которая позволит компилятору «считать» обработчик запроса на отмену константой, значение которой можно «встраивать» в код. В данном томе стандарта IEEE Std 1003.1-2001 пока оставлен неопределенным результат вызова функции longjmp () из обработчика сигнала, выполняемого в функции библиотеки POSIX System Interfaces. Если в какой-то реализации потребуется разрешить этот вызов и придать ему надлежащее поведение, функция longjmp () должна в этом случае вызвать все обработчики запроса на отмену, которые были помещены в стек (но еще не извлечены из него) с момента вызова функции setjmp ().

Рассмотрим многопоточную функцию, вызываемую одним потоком, который использует сигналы. Если бы сигнал был выдан обработчику сигналов во время операции qsort(), и этому обработчику пришлось бы вызвать функцию longjmp() (которая в свою очередь не вызывала бы обработчики запроса на отмену), то вспомогательные потоки, создаваемые функцией qsort (), не были бы аннулированы. Они бы продолжали выполняться и осуществляли запись в массив аргументов даже в том случае, если этот массив был к тому времени извлечен из стека.

Обратите внимание на то, что такой механизм обработки запросов на отмену особенно тесно связан с языком С, и, несмотря на требование независимости языка, предъявляемое к любому унифицированному механизму выполнения «очистительно-восстановительных работ», подобный механизм, выраженный в других языках, может быть совершенно иным. Кроме того, необходимость этого механизма в действительности связана только с отсутствием реального механизма обработки исключительных ситуаций в языке С, который был бы идеальным решением.

Здесь отсутствуют замечания о функции безопасной отмены потока. Если приложение в своих обработчиках сигналов не имеет точек отмены, блокирует любой сигнал, обработчик которого может иметь точки отмены (несмотря на вызов асинхронно-опасных функций), или запрещает отмену (несмотря на вызов асинхронно-опасных функций), все функции можно безопасно вызывать из функций обработки запросов на отмену потоков.

Будущие направления

Отсутствуют.

Смотри также

pthread_cancel(), pthread_setcancelstate(), то м Base Definitions стандарта IEEEStd ЮОЗ.1-2001, <pthread.h>.

Последовательность внесения изменений

Функции впервые реализованы в выпуске Issue 5. Включены для согласования с расширение м POSIX Threads Extension.

Issue 6

Функции pthread_cleanup_pop() и pthread_cleanup_push() от м ечены как часть опции Threads.

Добавлен раздел «За м ечания по использованию» (APPLICATION USAGE).

Раздел «Описание» был отредактирован с целью исключить из него слово « must» («должен»).

pthread_cond_broadcast(),pthread_cond_signal()

Имя

pthread_cond_broadcast(),pthread_cond_signal()

Описание

Эти функции используются для разблокировки потоков, заблокированных с помощью переменной условия.

Функция pthread_cond_broadcast () позволяет разблокировать все потоки, заблокированные в данный момент с использованием переменной условия, заданной параметром cond.

Функция pthread_cond_signal () используется для разблокировки по крайней мере одного из потоков, заблокированных с использованием условной переменной, заданной параметром cond (если таковые существуют). Если с использованием этой переменной условия заблокировано несколько потоков, то порядок разблокировки будет определен в соответствии с их стратегией планирования. Когда каждый поток, разблокированный в результате вызова функции pthread_cond_broadcast () или pthread_cond_signal(), вернется из вызванной им функции pthread_cond_wait () или pthread_cond_timedwait(), этот поток получит мьютекс, с которым была вызвана функция pthread_cond_wait() или pthread_cond_timedwait(). Разблокированные потоки будут состязаться за мьютекс в соответствии с их стратегией планирования (если это имеет смысл), как будто каждый из них вызвал функцию pthread_mutex_lock ().

Функции pthread_cond_broadcast () и pthread_cond_signal () могут быть вызваны потоком, владеющим (или нет) в данный момент мьютексом. При этом потоки, вызвавшие функцию pthread_cond_wait () или pthread_cond_timedwait (), связали во время ожидания этот мьютекс с условной переменной. Однако, если необходимо обеспечить прогнозируемое поведение, этот мьютекс может быть заблокирован потоком, вызвавшим функцию pthread_cond_broadcast () или pthread_cond_signal ().