UNIX: взаимодействие процессов

21 Pthread_mutex_lock(&shared.mutex);
22 /* создание потоков */
23 Set_concurrency(nthreads);
24 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
25 Pthread_create(&tid[i], NULL, incr, NULL);
26 }
27 /* запуск таймера и разблокирование взаимного исключения */
28 Start_time;
29 Pthread_mutex_unlock(&shared.mutex);
30 /* ожидание завершения работы потоков */
31 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
32 Pthread_join(tid[i], NULL);
33 }
34 printf("microseconds: %.0f usec\n", Stop_time);
35 if (shared.counter != nloop * nthreads)
36 printf("error: counter = %ld\n", shared, counter);
37 exit(0);
38 }

Общие данные

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);