Шрифт:
Синопсис
#include <ptrhead.h>
int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *,const pthread_rwlockattr_t *);
int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *) ;
int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *);
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *);
int pthread_rwlockattr_init(pthread_rwlockattr_t *);
int pthread_rwlockattr_destroy(pthread_rwlockattr_t *);
int pthread_rwlockattr_getpshared(const pthread_rwlockattr_t *,int *);
int pthread_rwlockattr_setpshared(pthread_rwlockattr_t *, int) ;
// Листинг 11.9. Объявление класса rw_mutex, который
// содержит объекты типа pthread_rwlock_ t
// и pthread_rwlockattr_t
class rw_mutex : public mutex{
protected:
struct pthread_rwlock_t *RwLock;
struct pthread_rwlockattr_t *RwLockAttr;
public:
//.. .
int read_lock(void);
int write_lock(void);
int try_readlock(void);
int try_writelock(void);
//.. .
};
Класс rw_mutex наслелует класс mutex. На рис. 11.3 показаны отношения между классами rw_mutex, mutex, synchronization_variable и runtime_error.
Рис. 11.3. Отношения между классами rw_mutex, mutex, synchronization_variable и runtime_error
Пока мы создаем «узкий» интерфейс. На данном этапе мы заинтересованы в обеспечении минимального набора атрибутов и характеристик, необходимых для обобщения нашего класса mutex с использованием мьютексных типов и функций из библиотеки Pthread. Но после создания «узкого» интерфейса для класса mutex мы воспользуемся им как основой для создания «полуширокого» интерфейса. «Узкий» интерфейс обычно применяется в отношении классов, которые связаны наследованием. «Широкие» интерфейсы, как правило, применяют к классам, которые связаны функциями, а не наследованием. Нам нужен интерфейсный класс для упрощения работы с классами или функциями, которые принадлежат различным библиотекам, но выполняют подобные действия. Интерфейсный класс должен обеспечить программиста удобными рабочими инструментами. Для этого мы берем все библиотеки или классы с подобными функциями, отбираем все общие функции и переменные и после некоторого обобщения помещаем их в большой класс, который содержит все требуемые функции и атрибуты. Так определяется класс с «широким» интерфейсом. Но если включить в него (например, в класс rw_mutex) только интересующие нас функции и данные, мы получим «полуширокий» интерфейс. Его преимущества перед «широким» интерфейсом заключаются в том, что он позволяет нам получать доступ к объектам, которые связаны лишь функционально, и ограничивает множество методов, которыми может пользоваться программист, теми, которые содержатся в интерфейсном классе с узким «силуэтом». Это может быть очень важно при интеграции таких больших библиотек функций, как MPI и PVM с POSIX-возможностями параллелизма. Объединение MPI-, PVM- и POSIX-средств дает сотни функций с аналогичными целями. Затратив время на упрощение этой функциональности в интерфейсных классах, вы позволите программисту понизить уровень сложности, связанный с параллельным и распределенным программированием. Кроме того, эти интерфейсные классы становятся компонентами, которые можно многократно использовать в различных приложениях.
Чтобы понять, как подойти к созданию «полуширокого» интерфейса, построим интерфейсный класс для POSIX-семафора. И хотя семафор не является частью библиотеки Pthread, он находит аналогичные применения в многопоточной среде. Его можно использовать в среде, которая включает параллельно выполняемые процессы и потоки. Поэтому в некоторых случалх требуется объект синхронизации более общего характера, чем наш класс mutex.
Определение класса semaphore показано в листинге 11.10.
// Листинг 11.10. Объявление класса semaphore
class semaphore : public synchronization_variable( protected:
sem_t * Semaphore; public://.. .
int lock(void);
int unlock(void);
int trylock(void);
//. . .
};
Синопсис
<semaphore.h>
int sem_init(sem_t *, int, unsigned int) ;
int sem_destroy(sem_t *);
sem_t *sem_open(const char *, int, ...);
int sem_close(sem_t *);
int sem_unlink(const char *);
int sem_wait(sem_t *);
int sem_trywait(sem_t *);
int sem_post(sem_t *);
int sem_getvalue(sem__t *, int *);
Обратите внимание на то, что класс semaphore имеет такой же интерфейс, как и наш класс mutex. Чем же они различаются? Хотя интерфейсы классов mutex и semaphore одинаковы, реализация функций lock , unlock , trylock и тому подобных представляет собой вызовы семафорных функций библиотеки POSIX .
// Листинг 11.11. Определение методов lock, unlock и
// trylock для класса semaphore
int semaphore::lock(void) (
//.. .
return(sem_wait(Semaphore));
}
int semaphore::unlock(void) {
//. . .
return(sem_post(Semaphore));
}
Итак, теперь функции lock , unlock , trylock и тому подобные заключают в оболочку семафорные функции библиотеки POSIX, а не функции библиотеки Pthread. Важно отметить, что семафор и мьютекс — не одно и то же. Но их можно использовать в аналогичных ситуациях. Зачастую с точки зрения инструкций, которые реализуют параллелизм, механизмы функций lock и unlock имеют одно и то же назначение. Некоторые основные различия между мьютексом и семафором указаны в табл. 11.2.