Программирование для Linux. Профессиональный подход
вернуться

Самьюэл Алекс
Шрифт:

очередью окончена. */

pthread_mutex_unlock(&job_queue_mutex);

/* Выполняем задание. */

process_job(next_job);

/* Очистка. */

free(next_job);

 }

 return NULL;

}

/* Добавление нового задания в начало очереди. */

void enqueue_job(/* Передача необходимых данных... */) {

 struct job* new_job;

 /* Выделение памяти для нового объекта задания. */

 new_job = (struct job*)malloc(sizeof(struct job));

 /* Заполнение остальных полей структуры JOB... */

 /* Захватываем исключающий семафор, прежде чем обратиться

к очереди. */

 pthread_mutex_lock(&job_queue_mutex);

 /* Помещаем новое задание в начало очереди. */

 new_job->next = job_queue;

 job_queue = new_job;

 /* Устанавливаем семафор, сообщая о том, что в очереди появилось

новое задание. Если есть потоки, заблокированные в ожидании

семафора, один из них будет разблокирован и

обработает задание. */

 sem_post(&job_queue_count);

 /* Освобождаем исключающий семафор. */

 pthread_mutex_unlock(&job_queue_mutex);

}

Прежде чем извлекать задание из очереди, каждый поток дожидается семафора. Если счетчик семафора равен нулю, т.е. очередь пуста, поток блокируется до тех пор, пока в очереди не появится новое задание и счетчик не станет положительным.

Функция

enqueue_job
добавляет новое задание в очередь. Подобно потоковой функции, она захватывает исключающий семафор, перед тем как обратиться к очереди. После добавления задания функция
enqueue_job
устанавливает семафор, сообщая потокам о том, что задание доступно. В программе, показанной в листинге 4.12, потоки никогда не завершаются: если задания не поступают в течение длительного времени, все потоки переводятся в режим блокирования функцией
sem_wait
.

4.4.6. Сигнальные (условные) переменные

Мы узнали, как с помощью исключающего семафора защитить переменную от одновременного доступа со стороны двух и более потоков и как посредством обычного семафора реализовать счетчик обращений, доступный нескольким потокам. Сигнальная переменная (называемая также условной переменной) — это третий элемент синхронизации в Linux. Благодаря ему можно задавать более сложные условия выполнения потоков.

Предположим, требуется написать потоковую функцию, которая входит в бесконечный цикл, выполняя на каждой итерации какие-то действия. Но работа цикла должна контролироваться флагом: действие выполняется только в том случае, когда он установлен.

В листинге 4.13 показан вариант такой программы. На каждой итерации цикла потоковая функция проверяет, установлен ли флаг. Поскольку к флагу обращается сразу несколько потоков, он защищается исключающим семафором. Подобная реализация является корректной, но она неэффективна. Если флаг не установлен, потоковая функция будет впустую тратить ресурсы процессора, занимаясь бесцельными проверками флага, а также захватывая и освобождая семафор. На самом деле необходимо как-то перевести функцию в неактивный режим, пока какой-нибудь другой поток не установит этот флаг.

Листинг 4.15. (spin-condvar.c) Простейшая реализация сигнальной переменной

#include <pthread.h>

int thread_flag;

pthread_mutex_t thread_flag_mutex;

void initialize_flag {

 pthread_mutex_init(&thread_flag_mutex, NULL);

 thread_flag = 0;

}

/* Если флаг установлен, многократно вызывается функция do_work.

В противном случае цикл работает вхолостую. */

void* thread_function(void* thread_arg) {

 while (1) {

int flag_is_set;

/* Защищаем флаг с помощью исключающего семафора. */

pthread_mutex_lock(&thread_flag_mutex);

flag_is_set = thread_flag;

pthread_mutex_unlock(&thread_flag_mutex);

if (flag_is_set)