UNIX: разработка сетевых приложений
вернуться

Стивенс Уильям Ричард
Шрифт:

Почему взаимное исключение всегда связано с условной переменной? «Условие» обычно представляет собой значение некоторой переменной, используемой совместно несколькими потоками. Взаимное исключение требуется для того, чтобы различные потоки могли задавать и проверять значение условной переменной. Например, если в примере кода, приведенном ранее, отсутствовало бы взаимное исключение, то проверка в главном цикле выглядела бы следующим образом:

/* Ждем завершения выполнения одного или нескольких потоков */

while (ndone == 0)

Pthread_cond_wait(&ndone_cond, &ndone_mutex);

Но при этом существует вероятность, что последний поток увеличивает значение переменной

ndone
после проверки главным потоком условия
ndone == 0
, но перед вызовом функции
pthread_cond_wait
. Если это происходит, то последний «сигнал» теряется, и основной цикл оказывается заблокированным навсегда, так как он будет ждать события, которое никогда не произойдет.

По этой же причине при вызове функции

pthread_cond_wait
поток должен блокировать соответствующее взаимное исключение, после чего эта функция разблокирует взаимное исключение и помещает вызывающий поток в состояние ожидания, выполняя эти действия как одну атомарную операцию. Если бы эта функция не разблокировала взаимное исключение и не заблокировала его снова после своего завершения, то выполнять эти операции пришлось бы потоку, как показано в следующем фрагменте кода:

/* Ждем завершения выполнения одного или нескольких потоков */

Pthread_mutex_lock(&ndone_mutex);

while (ndone == 0) {

Pthread_mutex_unlock(&ndone_mutex);

Pthread_cond_wait(&ndone_cond, &ndone_mutex);

Pthread_mutex_lock(&ndone_mutex);

}

Существует вероятность того, что по завершении выполнения поток увеличит на единицу значение переменной

ndone
и это произойдет между вызовом функций
pthread_mutex_unlock
и
pthread_cond_wait
.

Обычно функция

pthread_cond_signal
выводит из состояния ожидания один поток, на который указывает условная переменная. Существуют ситуации, когда некоторый поток знает, что из состояния ожидания должны быть выведены несколько потоков. В таком случае используется функция
pthread_cond_broadcast
, выводящая из состояния ожидания все потоки, которые блокированы условной переменной.

#include <pthread.h>

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t * cptr);

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t * cptr, pthread_mutex_t * mptr,

const struct timespec * abstime);

Обе функции возвращают: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки

Функция

pthread_cond_timedwait
позволяет потоку задать предельное время блокирования. Аргумент
abstime
представляет собой структуру
timespec
(определенную в разделе 6.9 при рассмотрении функции
pselect
), которая задает системное время для момента, когда функция должна возвратить управление, даже если к этому моменту условная переменная не подала сигнал. Если возникает такая ситуация, возвращается ошибка
ETIME
.

В данном случае значение времени является абсолютным значением времени, в отличие от относительного значения разницы во времени( time delta) между некоторыми событиями. Иными словами,

abstime
— это системное время, то есть количество секунд и наносекунд, прошедших с 1 января 1970 года (UTC) до того момента, когда эта функция должна вернуть управление. Здесь имеется различие как с функцией
pselect
, так и с функцией
select
, задающими количество секунд (и наносекунд в случае
pselect
) до некоторого момента в будущем, когда функция должна вернуть управление. Обычно для этого вызывается функция
gettimeofday
, которая выдает текущее время (в виде структуры
timeval
), а затем оно копируется в структуру
timespec
и к нему добавляется требуемое значение:

struct timeval tv;

struct timespec ts;

if (gettimeofday(&tv, NULL) < 0)

err_sys("gettimeofday error");

ts.tv_sec = tv.tv_sec + 5; /* 5 с в будущем */

ts.tv_nsec = tv.tv_usec * 1000; /* микросекунды переводим в наносекунды */

pthread_cond_timedwait( , &ts);

Преимущество использования абсолютного времени (в противоположность относительному) заключается в том, что функция может завершиться раньше (возможно, из-за перехваченного сигнала). Тогда функцию можно вызвать снова, не меняя содержимое структуры

timespec
. Недостаток этого способа заключается в необходимости вызывать дополнительно функцию
gettimeofday
перед тем, как в первый раз вызывать функцию
pthread_cond_timedwait
.