QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

 typedef struct _thread_pool_attr {
  THREAD_POOL_HANDLE_T* handle;
  THREAD_POOL_PARAM_T*
  (*block_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
  void (*unblock_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
  int (*handler_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
  THREAD_POOL_PARAM_T*
  (*context_alloc)(THREAD_POOL_HANDLE_T* handle);
  void (*context_free)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
  pthread_attr_t* attr;
  unsigned short lo_water;
  unsigned short increment;
  unsigned short hi_water;
  unsigned short maximum;
  unsigned reserved[8];
 } thread_pool_attr_t;

Дескриптор создаваемого пула потоков handle, посредством которого мы будем ссылаться на пул, является просто синонимом типа dispatch_t:

 #ifndef THREAD_POOL_HANDLE_T
  #define THREAD_POOL_HANDLE_T dispatch_t
 #endif

Атрибуты потоков, которые будут работать в составе пула, определяются полем attr типа pthread_attr_t(эту структуру мы детально рассматривали ранее при обсуждении создания единичных потоков).

Численные параметры пула определяют:

lo_water— «нижняя ватерлиния», минимальное число потоков пула, находящихся в блокированном состоянии (в ожидании активизации). Если в результате некоторого события один из ожидающих потоков переходит в состояние активной обработки и число оставшихся блокированных потоков становится меньше lo_water, создается дополнительно increment потоков, которые переводятся в блокированное состояние.

hi_water— максимальное число потоков, которые допустимо иметь в блокированном состоянии. Если после завершения обработки некоторым потоком число заблокированных потоков становится больше hi_water, то этот поток уничтожается.

maximum— общая верхняя граница числа потоков пула (активизированных и заблокированных). Даже если число заблокированных потоков (в пике активности) станет ниже lo_water, но общее число потоков уже достигнет maximum, то новые потоки для пула создаваться не будут.

Функциональные параметры пула определяют:

context_alloc и context_free— функции создания и уничтожения контекста потока, которые вызываются при создании и уничтожении каждого потока пула. Функция создания контекста потока ответственна за индивидуальные настройки создаваемого потока. Она возвращает «указатель на контекст» типа THREAD_POOL_PARAM_T. Однако системе такой тип неизвестен:

 #ifndef THREAD_POOL_PARAM_T
  #define THREAD_POOL_PARAM_T void
 #endif

В качестве контекста может использоваться любой пользовательский тип, и он будет передаваться последовательно в качестве параметра ( ctp) во все последующие функции обслуживания потока.

block_func— функция блокирования, которая вызывается в потоке сразу же после context_alloc или после очередного этапа выполнения потоком функции обработчика handler_func. Функция блокирования получает и возвращает далее обработчику (возможно, после модификации) структуру контекста (в приведенном выше примере контекстом является int — значение присоединенного TCP-сокета).

handler_func— это, собственно, и есть аналог потоковой функции, в которой выполняется вся полезная работа потока. Функция вызывается библиотекой после выхода потока из блокирующей функции block_func, при этом функция-обработчик handler_func получит параметр контекста, возвращенный block_func.

Примечание

В текущей реализации handler_func должна возвращать 0; все другие значения зарезервированы для дальнейших расширений. Аналогично определенная в атрибутной записи функция unblock_func зарезервирована для дальнейших расширений, и вместо ее адреса следует устанавливать NULL.

2. После создания атрибутной записи пула, определяющей всю функциональность его дальнейшего поведения, можно приступать к непосредственному созданию пула потоков:

 thread_pool_t* thread_pool_create(
  thread_pool_attr_t* attr, unsigned flags);

где attr— подробно рассмотренная (и созданная) ранее атрибутная запись пула;

flags— флаг, определяющий поведение вызывающего потока после последующего вызова thread_pool_start. В документации описано два возможных значения флага:

• POOL_FLAG_EXIT_SELF— после старта пула поток, вызвавший thread_pool_start(часто это главный поток приложения), завершается;

• POOL_FLAG_USE_SELF— после старта пула поток, вызвавший thread_pool_start, включается в пул в качестве одного из его потоков.

И в том и в другом случае в типовом фрагменте (как и в показанном выше примере):

 thread_pool_start(tpp);
 exit(EXIT_SUCCESS);

управление никогда не дойдет до выполнения exit. Но существует еще третье допустимое значение, прямо не указанное в документации, но мельком упоминаемое в других местах документации:

• 0— после старта пула поток, вызвавший thread_pool_start, продолжает свое естественное выполнение.

Например, некоторый фрагмент кода мог бы выглядеть так:

 thread_pool_attr_t att; // ...
 thread_pool_t *tpp = thread_pool_create(&attr, 0);
 thread_pool_start(tpp);
 while (true) {
  // выполнять некоторую отличную от пула работу
 }
 exit(EXIT_SUCCESS);

Как уже понятно из описаний, thread_pool_create возвращает указатель на управляющую структуру пула потоков, которая позже будет передана thread_pool_start. Если создание пула завершилось неудачей, то результатом выполнения будет NULL, а в errno будет установлен код ошибки (документацией предусмотрен только один код ошибки: ENOMEM— недостаточно памяти для размещения структур данных).