Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- etc:teach:parallel:threads [2007/10/29 09:46] – kkv
+++ etc:teach:parallel:threads [2008/01/03 02:32] (current) – external edit 127.0.0.1
@@ Line 1: / Line 1: @@
+FIXME в разработке
 ==== Процессы, потоки ====
@@ Line 21: / Line 23: @@
     * имеет доступ к ресурсам процесса
   * Аквариум с рыбами
+=== Примитивы pthreads ===
+== Создание ==
+  * int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);
+    * thread 	OUT 	В результате успешного срабатывания функции по указанному адресу будет размещен описатель порожденного потока.
+    * attr 	IN 	Атрибуты потока. Задают свойства потока. Может быть NULL. Описание атрибутов см. ниже.
+    * start_routine 	IN 	Указатель на функцию потока. Выполнение потока состоит в выполнении этой функции.
+    * arg 	IN/OUT 	Указатель, который будет передан функции потока в качестве параметра. OUT -- в том смысле, что функция потока может менять содержимое памяти с использованием этого указателя. pthread_create сожержимого не меняет, просто передает указатель функции потока. Функция потока сама интерпретирует содержание памяти по этому адресу.
+== Атрибуты ==
+Объект задающий атрибуты потока имеет тип pthread_attr_t. Такой объект должен быть инициализирован с помощью функции
+  * int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
+В результате объект будет содержать набор свойств потока по умолчанию для данной реализации потоков. А ресурсы, которые могут использоваться в
+системе для хранения этих атрибутов освобождаются вызовом функции (после того, как объект был использован в вызове pthread_create и больше не нужен)
+  * int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
+== Присоединение и отрыв ==
+Поток может быть "присоединяемым" (joinable) или "оторванным" (detached). Для установки этого свойства в атрибутах используется функция
+  * int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
+где detachstate можно установить в PTHREAD_CREATE_JOINABLE или в PTHREAD_CREATE_DETACHED соответственно.
+Присоединяемые и оторванные потоки
+Для каждого присоединяемого потока, один из других потоков явно должнен вызвать функцию
+  * int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);
+Поток, вызвавший эту функцию, останавливается, пока не окончится выполнение потока thread. Если никто не вызывает pthread_join для присоединяемого потока, то завершившись, он не освобождает свои ресурсы, а это может служить причиной утечки памяти в программе. value_ptr (OUT) -- это указатель на указатель, возвращенный функцией завершившегося потока.
+== Взаимное исключение потоков ==
+Для организации взаимного исключения потоков при доступе к разделяемым данным используются мьютексы (mutex = mutual exclusion), объекты типа pthread_mutex_t. Мьютекс должен быть инициализирован перед использованием с помощью функкции
+  * int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
+    * Параметр attr (IN) задает атрибуты мьютекса. Можно передать NULL для принятия атрибутов по умолчанию. Ресурсы, занимаемые мьютексом, могут быть освобождены функцией
+  * int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
+Для захвата мьютекса поток использует (см. пример) функцию
+  * int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
+а для освобождения
+  * int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
+== Условные переменные ==
+Поясним использование условных переменных на примере. Например, поток номер 1 должен выполнить некоторые действия, когда значение некоторого глобального счетчика counter достигнет критического значения criticalVal, причем значение счетчика меняет поток номер 2. Тогда, чтобы первый поток не крутился в цикле, все время проверяя значение counter, можно использовать условную переменную, с помощью которой поток номер 1 устанавливается в состояние ожидания до тех пор, пока поток номер 2 не просигналирует о наступлении нужного события:
+   * ГЛОБАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ
+<file>
+pthread_mutex_t mutex;
+//условная переменная
+pthread_cond_t cond;
+//счетчик
+int counter = 0;
+</file>
+  * ПОТОК НОМЕР 1
+<file>
+//захват мьютекса
+pthread_mutex_lock(&mutex);
+//если значение не равно критическому
+if(counter!=criticalValue)
+//останавливаемся в ожидании этого события.
+//При этом мьютекс будет разблокирован. Как только событие наступит,
+//и мьютекс будет отпущен вторым потоком,
+//мьютекс снова захватывается и выполнение потока 1 продолжается
+    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
+//обработка критического значения
+processCriticalValue();
+//освобождение мьютекса
+pthread_mutex_unlock();
+</file>
+  * ПОТОК НОМЕР 2
+<file>
+do
+{
+...
+//захват мьютекса
+pthread_mutex_lock(&mutex);
+//изменение значения счетчика
+doSomethingWith(&counter);
+//если событие наступило
+if(counter==criticalValue)
+//просигналировать об этом ждущим на условной переменной cond
+    pthread_cond_signal(&cond);
+//отпустить мьютекс
+pthread_mutex_unlock(&mutex);
+...
+}while(...);
+</file>
+Условная переменная должна быть инициализирована функцией
+  * int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, const pthread_condattr_t *attr);
+А ресурсы, занятые ей, могут быть освобождены функцией
+  * int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);