Читать «UNIX: взаимодействие процессов» онлайн - страница 116

Мы определяем условие, уведомления о выполнении которого будем ожидать.

Взаимное исключение всегда связывается с условной переменной. При вызове pthread_cond_wait для ожидания выполнения какого-либо условия мы указываем адрес условной переменной и адрес связанного с ней взаимного исключения.

Мы проиллюстрируем использование условных переменных, переписав пример из предыдущего раздела. В листинге 7.5 объявляются глобальные переменные.

Переменные производителя и взаимное исключение объединяются в структуру

7-13 Две переменные nput и rival ассоциируются с mutex, и мы объединяем их в структуру с именем put. Эта структура используется производителями.

14-20 Другая структура, nready, содержит счетчик, условную переменную и взаимное исключение. Мы инициализируем условную переменную с помощью PTHREAD_ COND_INITIALIZER.

Функция main по сравнению с листингом 7.3 не изменяется.

Листинг 7.5. Глобальные переменные: использование условной переменной

//mutex/prodcons6.c
1  #include "unpipc.h"
2  #define MAXNITEMS 1000000
3  #define MAXNTHREADS 100
4  /* глобальные переменные для всех потоков */
5  int nitems; /* только для чтения потребителем и производителем */
6  int buff[MAXNITEMS];
7  struct {
8   pthread_mutex_t mutex;
9   int nput; /* следующий сохраняемый элемент */
10  int nval; /* следующее сохраняемое значение */
11 } put = {
12  PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
13 };
14 struct {
15  pthread_mutex_t mutex:
16  pthread_cond_t cond;
17  int nready; /* количество готовых для потребителя */
18 } nready = {
19  PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER
20 };

Функции produce и consume претерпевают некоторые изменения. Их текст дан в листинге 7.6.

Листинг 7.6. Функции produce и consume

//mutex/prodcons6.c
46 void *
47 produce(void *arg)
48 {
49  for (;;) {
50   Pthread_mutex_lock(&put.mutex);
51   if (put.nput >= nitems) {
52    Pthread_mutex_unlock(&put.mutex);
53    return(NULL); /* массив заполнен, готово */
54   }
55   buff[put.nput] = put.nval;
56   put.nput++;
57   put.nval++;
58   Pthread_mutex_unlock(&put.mutex);
59   Pthread_mutex_lock(&nready.mutex):
60   if (nready.nready == 0)
61    Pthread_cond_signal(&nready.cond);
62   nready.nready++;
63   Pthread_mutex_unlock(&nready.mutex);
64   *((int *) arg) += 1;
65  }
66 }
67 void*
68 consume(void *arg)
69 {
70  int i;
71  for (i = 0; i < nitems; i++) {
72   Pthread_mutex_lock(&nready.mutex);
73   while (nready.nready == 0)
74    Pthread_cond_wait(&nready.cond, &nready.mutex);
75   nready.nready--;
76   Pthread_mutex_unlock(&nready.mutex);
77   if (buff[i] != i)
78    printf("buff[%d] = *d\n", i, buff[i]);
79  }
80  return(NULL);
81 }

Помещение очередного элемента в массив

50-58 Для блокирования критической области в потоке-производителе теперь используется исключение put.mutex. 

Уведомление потребителя

59-64 Мы увеличиваем счетчик nready.nready, в котором хранится количество элементов, готовых для обработки потребителем. Перед его увеличением мы проверяем, не было ли значение счетчика нулевым, и если да, то вызывается функция pthread_cond_signal, позволяющая возобновить выполнение всех потоков (в данном случае потребителя), ожидающих установки ненулевого значения этой переменной. Теперь мы видим, как взаимодействуют взаимное исключение и связанная с ним условная переменная. Счетчик используется совместно потребителем и производителями, поэтому доступ к нему осуществляется с блокировкой соответствующего взаимного исключения (nready.mutex). Условная переменная используется для ожидания и передачи сигнала.