QNX/UNIX: Анатомия параллелизма
QNX/UNIX: Анатомия параллелизма читать книгу онлайн
Книга адресована программистам, работающим в самых разнообразных ОС UNIX. Авторы предлагают шире взглянуть на возможности параллельной организации вычислительного процесса в традиционном программировании. Особый акцент делается на потоках (threads), а именно на тех возможностях и сложностях, которые были привнесены в технику параллельных вычислений этой относительно новой парадигмой программирования. На примерах реальных кодов показываются приемы и преимущества параллельной организации вычислительного процесса. Некоторые из результатов испытаний тестовых примеров будут большим сюрпризом даже для самых бывалых программистов. Тем не менее излагаемые техники вполне доступны и начинающим программистам: для изучения материала требуется базовое знание языка программирования C/C++ и некоторое понимание «устройства» современных многозадачных ОС UNIX.
В качестве «испытательной площадки» для тестовых фрагментов выбрана ОСРВ QNX, что позволило с единой точки зрения взглянуть как на специфические механизмы микроядерной архитектуры QNX, так и на универсальные механизмы POSIX. В этом качестве книга может быть интересна и тем, кто не использует (и не планирует никогда использовать) ОС QNX: программистам в Linux, FreeBSD, NetBSD, Solaris и других традиционных ОС UNIX.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
// для обработки всей группы сигналов управления потоками используем
// единую функцию реакции, иначе все было бы гораздо проще.
struct sigaction act;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_sigaction = handler;
act.sa_flags = SA_SIGINFO;
// создаем группу однотипных потоков
const int thrnum = 3;
for (int i = SIGRTMIN; i - SIGRTMIN < thrnum; i++) {
sigset_t sig;
sigemptyset(&sig);
sigaddset(&sig, 1);
// нам нужно, чтобы главный поток не реагировал:
sigprocmask(SIG_BLOCK, &sig, NULL);
if (sigaction(i, &act, NULL) < 0) perror("set signal handler: ");
// для передачи номера сигнала используется
// трюк с подменой типа параметра:
pthread_create(NULL, NULL, threadfunc, (void*)(i));
}
// начинаем циклическую синхронизацию потоков.
for (int i = 0; ; i++) {
sleep(1);
// посылку сигнала можно (так даже будет корректнее)
// сделать так:
// union sigval val;
// val.sival_int = i;
// sigqueue(getpid(), SIGRTMIN + i % thrnum, val);
// но мы сознательно демонстрируем и приемлемость kill:
kill(getpid(), SIGRTMIN + i % thrnum);
}
}В этой программе главный поток циклически по таймеру активизирует поочередно каждый поток. Вот фрагмент вывода работающей программы:
SIG = 41; TID = 2
SIG = 42; TID = 3
SIG = 43; TID = 4
SIG = 41; TID = 2
SIG = 42; TID = 3
SIG = 43; TID = 4
SIG = 41; TID = 2
SIG = 42; TID = 3
SIG = 43; TID = 4Часто приходится слышать: «…хотелось бы доставить сигнал всем потокам, уведомить всех потребителей и выполнить функцию реакции в каждом потоке…», и именно в такой последовательности действий понимается модель сигналов в потоках при поверхностном с ней ознакомлении. Иногда это представляется очень интересной возможностью, и мы реализуем такую схему взаимодействия в следующем фрагменте ( файл s10.cc):
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/neutrino.h>
#include <vector>
static void handler(int signo, siginfo_t* info, void* context) {
cout << "SIG = " << signo << ", TID = " << pthread_self() << endl;
}
static void endhandler(int signo) {}
// сигнал, на который реагируют потоки:
const int SIGNUM = SIGRTMIN;
sigset_t sig;
struct threcord {
int tid;
bool noblock;
};
static vector<threcord> tharray; // вектор состояний потоков
void* threadfunc(void* data) {
// блокирование всех прочих сигналов:
sigset_t sigall;
sigfillset(&sigall);
SignalProcmask(0, 0, SIG_BLOCK, &sigall, NULL);
// передеспетчеризация для завершения формирования вектора
sched_yield();
tharray[(int)data].noblock =
(SignalProcmask(0, 0, SIG_UNBLOCK, &sig, NULL) != -1);
while (true) {
pause();
tharray[(int)data].noblock =
!(SignalProcmask(0, 0, SIG_BLOCK, &sig, NULL) != 1);
bool nolast = false;
for (vector<threcord>::iterator i = tharray.begin();
i != tharray.end(); i++)
if (nolast = i->noblock) break;
// последовательная пересылка сигнала следующему потоку
if (nolast) kill(getpid(), SIGNUM);
// ... когда пересылать больше некому -
// переинициализация масок
else
for (vector<threcord>::iterator i = tharray.begin();
i != tharray.end(); i++)
i->noblock = (SignalProcmask(0, i->tid, SIG_UNBLOCK, &sig, NULL) != -1);
}
}
