volatile DWORD b_threshold; /* Пороговый барьер. */
} THRESHOLD_BARRIER, *THB_HANDLE;
/* Коды ошибок. */
#define SYNCH_OBJ_NOMEM 1 /* Невозможно выделить ресурсы. */
#define SYNCH_OBJ_BUSY 2 /* Объект используется и не может быть закрыт. */
#define SYNCH_OBJ_INVALID 3 /* Объект более не является действительным. */
DWORD CreateThresholdBarrier(THB_HANDLE *, DWORD /* Порог. */);
DWORD WaitThresholdBarrier(THB_HANDLE);
DWORD CloseThresholdBarrier(THB_HANDLE);
Рассмотрим теперь предложенную в программе 10.2 реализацию трех функций. На Web-сайте книги находится тестовая программа testTHB. Обратите внимание на уже знакомый вам цикл проверки переменной условия в функции ожидания WaitThresholdBarrier. Кроме того, эта функция не только ожидает наступления события, но и переводит объект события в сигнальное состояние с помощью функции PulseEvent. Предыдущее обсуждение модели "производитель/потребитель" предполагало использование отдельных функций потоков.
Наконец, в данном случае предикат переменной условия обладает последействием. Как только условие выполнилось, оно будет выполняться и в дальнейшем, что исключает возможность перевода объекта события в сигнальное состояние более одного раза.
Программа 10.2. ThbObject.с: реализация объекта порогового барьера/* Глава 10. Программа 10.2. */
/* Библиотека сложных объектов синхронизации на основе порогового барьера.*/
#include "EvryThng.h"
#include "synchobj.h"
/**********************************/
/* ОБЪЕКТЫ ПОРОГОВОГО БАРЬЕРА */
/**********************************/
DWORD CreateThresholdBarrier(THB_HANDLE *pthb, DWORD b_value) {
THB_HANDLE hthb;
/* Инициализация объекта барьера. Вариант программы с полной проверкой ошибок находится на Web-сайте. */
hthb = malloc(sizeof(THRESHOLD_BARRIER));
hthb->b_guard = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
hthb->b_broadcast = CreateEvent(NULL, FALSE /* Автоматически сбрасываемое событие. */, FALSE, NULL);
hthb->b_threshold = b_value;
hthb->b_count = 0;
hthb->b_destroyed = 0;
*pthb = hthb;
return 0;
}
DWORD WaitThresholdBarrier(THB_HANDLE thb) {
/* Ожидать, пока заданное количество потоков не достигнет порога, а затем установить событие. */
if (thb->b_destroyed == 1) return SYNCH_OBJ_INVALID;
WaitForSingleObject(thb->b_guard, INFINITE);
thb->b_count++; /* Появился новый поток. */
while (thb->b_count < thb->b_threshold) {
SignalObjectAndWait(thb->b_guard, thb->b_broadcast, INFINITE, FALSE);
WaitForSingleObject(thb->b_guard, INFINITE);
}
PulseEvent(thb->b_broadcast) ;
/* Широковещательная модель CV, освобождение всех ожидающих потоков. */
ReleaseMutex(thb->b_guard);
return 0;
}
DWORD CloseThresholdBarrier(THB_HANDLE thb) {
/* Уничтожить мьютекс и событие объекта барьера. */
/* Убедиться в отсутствии потоков, ожидающих объект. */
if (thb->b_destroyed == 1) return SYNCH_OBJ_INVALID;
WaitForSingleObject(thb->b_guard, INFINITE);
if (thb->b_count < thb->b_threshold) {
ReleaseMutex(thb->b_guard);
return SYNCH_OBJ_BUSY;
}
ReleaseMutex(thb->b_guard);
CloseHandle(thb->b_guard);
CloseHandle(thb->b_broadcast);
free(thb);
return 0;
}
Комментарии по поводу реализации объекта порогового барьера
Возможности реализованного выше объекта порогового барьера в интересах простоты были намеренно ограничены. Вообще говоря, было бы желательно эмулировать объекты Windows следующим образом:
• Разрешив объектам иметь атрибуты защиты (глава 15).
• Разрешив присвоение имен объектам.
• Допуская наличие у одного объекта нескольких "дескрипторов" и не уничтожая их до тех пор, пока счетчик ссылок не станет равным 0.
• Разрешив совместное использование объекта несколькими процессами.
На Web-сайте доступна полная реализация одного из таких объектов — сложного (multiple-wait) семафора, допускающего изменение счетчика семафора сразу на несколько единиц, которая использует методы, применимые по отношению к любому из объектов, рассматриваемых в данной главе.
Объект очереди
До сих пор мы связывали с каждым мьютексом только одно событие, но в общем случае могут существовать несколько предикатов переменных условий. Например, в случае очереди, действующей по принципу "первым пришел, первым ушел" (first in first out, FIFO), поток, который пытается удалить элемент из очереди, должен дождаться события, указывающего на то, что очередь не является пустой, а поток, помещающий элемент в очередь, должен дождаться события, указывающего на то, что очередь не является заполненной. Решение заключается в предоставлении двух событий — по одному для каждого условия.
В программе 10.3 представлены необходимые объявления объекта очереди и его функций. В объявлениях намеренно применяется стиль, отличающийся от того, который принят в Windows и который мы использовали до сих пор. Эта программа была получена преобразованием ее первоначального варианта, реализованного в UNIX на основе потоков Pthreads, чем и объясняется происхождение использованного нами стиля. Точно так же и вы можете наследовать тот или иной стиль или определить собственный, который соответствует вашему вкусу или принятым в вашей организации требованиям. В упражнении 10.7 вам предлагается преобразовать приведенный стиль к стилю Windows.