UNIX: взаимодействие процессов, Стивенс Уильям Ричард

UNIX: взаимодействие процессов

на обложку

Стивенс Уильям Ричард

Шрифт:

4-9 Совместно используемые потоками данные состоят из взаимного исключения и счетчика. Взаимное исключение инициализируется статически.

Блокирование взаимного исключения и создание потоков

20-26 Основной поток блокирует взаимное исключение перед созданием прочих потоков, чтобы ни один из них не получил это исключение до тех пор, пока все они не будут созданы. Вызывается функция set_concurrency, создаются потоки. Каждый поток выполняет функцию incr, текст которой будет приведен позже.

Запуск таймера и разблокирование взаимного исключения

27-36 После создания всех потоков главный поток запускает таймер и освобождает взаимное исключение. Затем он ожидает завершения всех потоков, после чего останавливает таймер и выводит полное время работы. В листинге А.20 приведен текст функции incr, выполняемой каждым из потоков.

Листинг А.20. Функция incr, выполняемая потоками

//bench/incr_pxmutex1.c

39 void *

40 incr(void *arg)

41 {

42 int i;

43 for (i = 0; i < nloop; i++) {

44 Pthread_mutex_lock(&shared.mutex);

45 shared.counter++;

46 Pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);

47 }

48 return(NULL);

49 }

Увеличение счетчика — критическая область кода

44-46 Операция увеличения счетчика осуществляется после получения блокировки на взаимное исключение. После этого взаимное исключение разблокируется.

Блокировки чтения-записи

Пpoгрaммa, использующая блокировки чтения-записи, является слегка измененной версией программы с взаимными исключениями Posix. Поток должен установить блокировку файла, прежде чем увеличивать общий счетчик.

ПРИМЕЧАНИЕ

Существует не так уж много систем, в которых реализованы блокировки чтения-записи, являющиеся частью стандарта Unix 98 и разрабатываемые рабочей группой Posix.1j. Измерения в этом разделе проводились в системе Solaris 2.6 с использованием блокировок, описанных в документации на странице rwlock(3T). Эта реализация обеспечивает тот же набор функций, что и предлагаемые блокировки чтения-записи Posix. Для использования этих функций мы применяем тривиальные функции-обертки.

В Digital Unix 4.0B мы использовали блокировки чтения-записи поточно-независимых служб, описанные на странице документации tis_rwlock. Мы не приводим листингов с несущественными изменениями, необходимыми для использования этих блокировок.

В листинге А.21 приведен текст функции main, а в листинге А.22 — текст функции incr.

Листинг А.21. Функция main для блокировок чтения-записи

//bench/incr_rwlock1.c

1 #include "unpipc.h"

2 #include <synch.h> /* Заголовочный файл для Solaris */

3 void Rw_wrlock(rwlock_t *rwptr);

4 void Rw_unlock(rwlock_t *rwptr);

5 #define MAXNTHREADS 100

6 int nloop;

7 struct {

8 rwlock_t rwlock; /* тип данных Solaris */

9 long counter;

10 } shared; /* инициализация О –> USYNC_THREAD */

11 void *incr(void *);

12 int

13 main(int argc, char **argv)

14 {

15 int i, nthreads;

16 pthread_t tid[MAXNTHREADS];

17 if (argc != 3)

18 err_quit("usage: incr_rwlockl <#loops> <#threads>");

19 nloop = atoi(argv[1]);

20 nthreads = min(atoi(argv[2]), MAXNTHREADS);

21 /* получение блокировки на запись */

22 Rw_wrlock(&shared.rwlock);

23 /* создание всех потоков */

24 Set_concurrency(nthreads);

25 for (i = 0; i < nthreads; i++) {

26 Pthread_create(&tid[i], NULL, incr, NULL);

27 }

28 /* запуск таймера и снятие блокировки */

29 Start_time;

30 Rw_unlock(&shared.rwlock);

31 /* ожидание завершения всех потоков */

32 for (i = 0; i < nthreads; i++) {

33 Pthread_join(tid[i], NULL);

34 }

35 printf("microseconds: %.0f usec\n", Stop_time);

36 if (shared.counter != nloop * nthreads)

37 printf("error: counter = %ld\n", shared.counter);

38 exit(0);

39 }

Листинг А.22. Увеличение общего счетчика с использованием блокировок чтения-записи

//bench/incr_rwlock1.c

40 void *

41 incr(void *arg)

42 {

43 int i;

44 for (i = 0; i < nloop; i++) {

45 Rw_wrlock(&shared.rwlock);

46 shared.counter++;

47 Rw_unlock(&shared.rwlock);

48 }

49 return(NULL);

50 }

Семафоры Posix, размещаемые в памяти

Мы измеряем скорость работы семафоров Posix (именованных и размещаемых в памяти). В листинге А.24 приведен текст функции main, а в листинге А.23 — текст функции incr.

Листинг А.23. Увеличение счетчика с использованием семафоров Posix в памяти