Вход/Регистрация
UNIX: взаимодействие процессов
вернуться

Стивенс Уильям Ричард

Шрифт:

При использовании общего буфера в качестве циклического код должен удовлетворять трем требованиям:

1. Потребитель не должен пытаться извлечь объект из буфера, если буфер пуст.

2. Производитель не должен пытаться поместить объект в буфер, если последний полон.

3. Состояние буфера может описываться общими переменными (индексами, счетчиками, указателями связных списков и т.д.), поэтому все операции с буфером, совершаемые потребителями и производителями, должны быть защищены от потенциально возможной ситуации гонок.

Наше решение использует три семафора:

1. Бинарный семафор с именем mutex защищает критические области кода: помещение данных в буфер (для производителя) и изъятие данных из буфера (для потребителя). Бинарный семафор, используемый в качестве взаимного исключения, инициализируется единицей. (Конечно, мы могли бы воспользоваться и обычным взаимным исключением вместо двоичного семафора. См. упражнение 10.10.)

2. Семафор-счетчик с именем nempty подсчитывает количество свободных полей в буфере. Он инициализируется значением, равным объему буфера (NBUFF).

3. Семафор-счетчик с именем nstored подсчитывает количество заполненных полей в буфере. Он инициализируется нулем, поскольку изначально буфер пуст.

Рис. 10.7. Состояние буфера и двух семафоров-счетчиков после инициализации

На рис. 10.7 показано состояние буфера и двух семафоров-счетчиков после завершения инициализации. Неиспользуемые элементы массива выделены темным.

В нашем примере производитель помещает в буфер целые числа от 0 до NLOOP-1 (buff[0] = 0, buff[1] = 1), работая с ним как с циклическим. Потребитель считывает эти числа и проверяет их правильность, выводя сообщения об ошибках в стандартный поток вывода.

На рис. 10.8 изображено состояние буфера и семафоров-счетчиков после помещения в буфер трех элементов, но до изъятия их потребителем.

Рис. 10.8. Буфер и семафоры после помещения в буфер трех элементов

Предположим, что потребитель изъял один элемент из буфера. Новое состояние изображено на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Буфер и семафоры после удаления первого элемента из буфера

В листинге 10.8 приведен текст функции main, которая создает три семафора, запускает два потока, ожидает их завершения и удаляет семафоры.

Листинг 10.8. Функция main для решения задачи производителей и потребителей с помощью семафоров

//pxsem/prodcons1.с

1 #include "unpipc.h"

2 #define NBUFF 10

3 #define SEM_MUTEX "mutex" /* аргументы px_ipc_name */

4 #define SEM_NEMPTY "nempty"

5 #define SEM_NSTORED "nstored"

6 int nitems; /* read-only для производителя и потребителя */

7 struct { /* разделяемые производителем и потребителем данные */

8 int buff[NBUFF];

9 sem_t *mutex, *nempty, *nstored;

10 } shared;

11 void *produce(void *), *consume(void *);

12 int

13 main(int argc, char **argv)

14 {

15 pthread_t tid_produce, tid_consume;

16 if (argc != 2)

17 err_quit("usage: prodcons1 <#items>");

18 nitems = atoi(argv[1]);

19 /* создание трех семафоров */

20 shared.mutex = Sem_open(Px_ipc_name(SEM_MUTEX), O_CREAT | O_EXCL,

21 FILE_MODE, 1);

22 shared.nempty = Sem_open(Px_ipc_name(SEM_NEMPTY), 0_CREAT | O_EXCL,

23 FILE_MODE, NBUFF);

24 shared.nstored = Sem_open(Px_ipc_name(SEM_NSTORED), O_CREAT | O_EXCL,

25 FILE_MODE, 0);

26 /* создание одного потока-производителя и одного потока-потребителя */

27 Set_concurrency(2);

28 Pthread_create(&tid_produce, NULL, produce, NULL);

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

30 /* ожидание завершения работы потоков */

31 Pthread_join(tid_produce, NULL);

32 Pthread_join(tid_consume, NULL);

33 /* удаление семафоров */

  • Читать дальше
  • 1
  • ...
  • 109
  • 110
  • 111
  • 112
  • 113
  • 114
  • 115
  • 116
  • 117
  • 118
  • 119
  • ...

Ебукер (ebooker) – онлайн-библиотека на русском языке. Книги доступны онлайн, без утомительной регистрации. Огромный выбор и удобный дизайн, позволяющий читать без проблем. Добавляйте сайт в закладки! Все произведения загружаются пользователями: если считаете, что ваши авторские права нарушены – используйте форму обратной связи.

Полезные ссылки

  • Моя полка

Контакты

  • chitat.ebooker@gmail.com

Подпишитесь на рассылку: