UNIX: взаимодействие процессов, Стивенс Уильям Ричард

UNIX: взаимодействие процессов

на обложку

Стивенс Уильям Ричард

Шрифт:

#include <pthread.h>

int pthread_rwlockattr_getpshared(const pthread_rwlockattr_t *attr, int *valptr);

int pthread_rwlockattr_setpshared(pthread_rwlockattr_t *attr, int value );

/* Обе функции возвращают 0 в случае успешного завершения, положительное значение Еххх – в случае ошибки */

Первая функция возвращает текущее значение в целом, на которое указывает аргумент valptr. Вторая функция устанавливает значение этого атрибута равным value, которое может быть либо PTHREAD_PROCESS_PRIVATE, либо PTHREAD_ PROCESS_SHARED.

8.4. Реализация с использованием взаимных исключений и условных переменных

Для реализации блокировок чтения-записи достаточно использовать взаимные исключения и условные переменные. В этом разделе мы рассмотрим одну из возможных реализаций, в которой предпочтение отдается ожидающим записи потокам. Это не является обязательным; возможны альтернативы.

ПРИМЕЧАНИЕ

Этот и последующие разделы данной главы содержат усложненный материал, который можно при первом чтении пропустить.

Другие реализации блокировок чтения записи заслуживают отдельного изучения. В разделе 7.1.2 книги [3] представлена реализация, в которой приоритет имеют ожидающие записи потоки и предусмотрена обработка отмены выполнения потока (о которой мы вскоре будем говорить подробнее). В разделе В.18.2.3.1 стандарта IEEE 1996 [8] представлена другая реализация, в которой предпочтение имеют ожидающие записи потоки и в которой также предусмотрена обработка отмены. В главе 14 книги [12] также приводится возможная реализация, в которой приоритет имеют ожидающие записи процессы. Реализация, приведенная в этом разделе, взята из пакета АСЕ , автором которого является Дуг Шмидт (Doug Schmidt). Аббревиатура АСЕ означает Adaptive Communications Environment. Во всех четырех реализациях используются взаимные исключения и условные переменные.

Тип данных pthread_rwlock_t

В листинге 8.1 [1] приведен текст заголовочного файла pthread_rwlock .h, в котором определен основной тип pthread_rwlock_t и прототипы функций, работающих с блокировками чтения и записи. Обычно все это находится в заголовочном файле <pthread.h>.

Листинг 8.1. Определение типа данных pthread_rwlock_t

//my_rwlock/pthread_rwlock.h

1 #ifndef __pthread_rwlock_h

Все исходные тексты, опубликованные в этой книге, вы можете найти по адресу http://www.piter.com/download.

2 #define __pthread_rwlock_h

3 typedef struct {

4 pthread_mutex_t rw_mutex; /* блокировка для структуры */

5 pthread_cond_t rw_condreaders; /* для ждущих читающих потоков */

6 pthread_cond_t rw_condwriters; /* для ждущих пишущих потоков */

7 int rw_magic; /* для проверки ошибок */

8 int rw_nwaitreaders;/* число ожидающих */

9 int rw_nwaitwriters;/* число ожидающих */

10 int rw_refcount;

11 /* –1, если блокировка на запись, иначе – количество блокировок на чтение */

12 } pthread_rwlock_t;

13 #define RW_MAGIC 0x19283746

14 /* порядок должен быть такой же, как у элементов структуры */

15 #define PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER { PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, \

16 PTHREAD_COND_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER, \

17 RW_MAGIC, 0, 0, 0 }

18 typedef int pthread_rwlockattr_t; /* не поддерживается */

19 /* прототипы функций */

20 int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *);

21 int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *, pthread_rwlockattr_t *);

22 int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *);

23 int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *);

24 int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *);

25 int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *);

26 int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *);

27 /* и наши функции-обертки */

28 void pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *);

29 void pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t*, pthread_rwlockattr_t *);

30 void Pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *);

31 int Pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *);

32 int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *);

33 void pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *);

34 void pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *);

35 #endif __pthread_rwlock_h

3-13 Наш тип pthread_rwlock_t содержит одно взаимное исключение, две условные переменные, один флаг и три счетчика. Мы увидим, для чего все это нужно, когда будем разбираться с работой функций нашей программы. При просмотре или изменении содержимого этой структуры мы должны устанавливать блокировку rw_mutex. После успешной инициализации структуры полю rw_magic присваивается значение RW_MAGIC. Значение этого поля проверяется всеми функциями — таким образом гарантируется, что вызвавший поток передал указатель на проинициализированную блокировку. Оно устанавливается в 0 после уничтожения блокировки.

Обратите внимание, что в счетчике rw_refcount всегда хранится текущий статус блокировки чтения-записи: –1 обозначает блокировку записи (и только одна такая блокировка может существовать в любой момент времени), 0 обозначает, что блокировка доступна и может быть установлена, а любое положительное значение соответствует количеству установленных блокировок на чтение.

14-17 Мы также определяем константу для статической инициализации нашей структуры.

Функция pthread_rwlock_init

Первая функция, pthread_rwlock_init, динамически инициализирует блокировку чтения-записи. Ее текст приведен в листинге 8.2.

7-8 Присваивание атрибутов с помощью этой функции не поддерживается, поэтому мы проверяем, чтобы указатель attr был нулевым.

9-19 Мы инициализируем взаимное исключение и две условные переменные, которые содержатся в нашей структуре. Все три счетчика устанавливаются в 0, а полю rw_magiс присваивается значение, указывающее на то, что структура была проинициализирована.