Системное программирование в среде Windows

• Данные не должны отображаться в те промежутки времени, когда они обновляются производителем; устаревшие данные также не должны отображаться. Обратите внимание на то, что многие сообщения вообще никогда не используются и, таким образом, "теряются". Этот пример является частным случаем конвейерной модели, в которой данные передаются из одного потока в другой.

• В качестве средства контроля целостности данных производитель вычисляет простую контрольную сумму [28] данных таблицы, которая далее сравнивается с аналогичной суммой, вычисленной потребителем, дабы удостовериться в том, что данные не были повреждены при их передаче из одного потока в другой. Данные, полученные при обращении к таблице в моменты ее обновления, будут недействительными; использование объектов CS гарантирует, что этого никогда не произойдет. Инвариантом блока сообщения (message block invariant) является корректность контрольной суммы для содержимого текущего сообщения.

28

Использование в данном случае контрольной суммы, вычисляемой в результате применения операции исключающего "или" к битам сообщения, носит исключительно иллюстративный характер. Существует множество других, более совершенных методик проверки целостности данных, которые и должны использоваться в промышленных приложениях.

• Обоими потоками поддерживается статистика суммарного количества отправленных, полученных и утерянных сообщений.

Программа 8.1.simplePC: простая система "производитель/потребитель"

/* Глава 8. simplePC.с */
/* Поддерживает два потока — производителя и потребителя. */
/* Производитель периодически создает буферные данные с контрольными */
/* суммами, или "блоки сообщений", отображаемые потребителем по запросу */
/* пользователя. */

#include "EvryThng.h"
#include <time.h>
#define DATA_SIZE 256

typedef struct msg_block_tag { /* Блок сообщения. */
 volatile DWORD f_ready, f_stop; /* Флаги готовности и прекращения сообщений. */
 volatile DWORD sequence; /* Порядковый номер блока сообщения. */
 volatile DWORD nCons, nLost;
 time_t timestamp;
 CRITICAL_SECTION mguard; /* Структура защиты блока сообщения. */
 DWORD checksum; /* Контрольная сумма содержимого сообщения. */
 DWORD data[DATA_SIZE]; /* Содержимое сообщения. */
} MSG_BLOCK;

/* Одиночный блок, подготовленный к заполнению новым сообщением. */
MSG_BLOCK mblock = { 0, 0, 0, 0, 0 };

DWORD WINAPI produce(void*);
DWORD WINAPI consume(void*);
void MessageFill(MSG_BLOCK*);
void MessageDisplay(MSG_BLOCK*);

DWORD _tmain(DWORD argc, LPTSTR argv[]) {
 DWORD Status, ThId;
 HANDLE produce h, consume_h;
 /* Инициализировать критический участок блока сообщения. */
 InitializeCriticalSection (&mblock.mguard);
 /* Создать два потока. */
 produce_h = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, produce, NULL, 0, &ThId);
 consume_h = (HANDLE)_beginthreadex (NULL, 0, consume, NULL, 0, &ThId);
/* Ожидать завершения потоков производителя и потребителя. */
 WaitForSingleObject(consume_h, INFINITE);
 WaitForSingleObject(produce_h, INFINITE);
 DeleteCriticalSection(&mblock.mguard);
 _tprintf(_T("Потоки производителя и потребителя завершили выполнение\n"));
 _tprintf(_T("Отправлено: %d, Получено: %d, Известные потери: %d\n"), mblock.sequence, mblock.nCons, mblock.nLost);
 return 0;
}

DWORD WINAPI produce(void *arg)
/* Поток производителя — создание новых сообщений через случайные */
/* интервалы времени. */
{
 srand((DWORD)time(NULL)); /* Создать начальное число для генератора случайных чисел. */
 while (!mblock.f_stop) {
 /* Случайная задержка. */
 Sleep(rand / 100);
 /* Получить и заполнить буфер. */
 EnterCriticalSection(&mblock.mguard);
 __try {
 if (!mblock.f_stop) {
 mblock.f_ready = 0;
 MessageFill(&mblock);
 mblock.f_ready = 1;
 mblock.sequence++;
 }
 } __finally { LeaveCriticalSection (&mblock.mguard); }
 }
 return 0;
}

DWORD WINAPI consume (void *arg) {
 DWORD ShutDown = 0;
 CHAR command, extra;
 /* Принять ОЧЕРЕДНОЕ сообщение по запросу пользователя. */
 while (!ShutDown) { /* Единственный поток, получающий доступ к стандартным устройствам ввода/вывода. */
 _tprintf(_T("\n**Введите 'с' для приема; 's' для прекращения работы: "));
 _tscanf("%c%c", &command, &extra);
 if (command == 's') {
 EnterCriticalSection(&mblock.mguard);
 ShutDown = mblock.f_stop = 1;
 LeaveCriticalSection(&mblock.mguard);
 } else if (command == 'c') { /* Получить новый буфер для принимаемых сообщений. */
 EnterCriticalSection(&mblock.mguard);
 __try {
 if (mblock.f_ready == 0) _tprintf(_T("Новые сообщения отсутствуют. Повторите попытку.\n"));
 else {
 MessageDisplay(&mblock);
 mblock.nCons++;
 mblock.nLost = mblock.sequence – mblock.nCons;
 mblock.f_ready = 0; /* Новые сообщения отсутствуют. */
 }
 } __finally { LeaveCriticalSection (&mblock.mguard); }