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
int main(int argc, char* argv[]) {
// создать TCP-сокет на порт
ls = getsocket(THREAD_POOL_PORT);
// создание атрибутной записи пула потоков:
thread_pool_attr_t attr;
memset(&attr, 0, sizeof(thread_pool_attr_t));
// заполнение блока атрибутов пула
/* - mm число блокированных потоков в пуле */
attr.lo_water = 3;
/* - max число блокированных потоков в пуле */
attr.hi_water = 7;
/* - инкремент шага создания потоков */
attr.increment = 2;
attr.maximum = 9;
/* - общий предел числа потоков в пуле */
attr.handle = dispatch_create();
attr.context_alloc = alloc;
attr.block_func = block;
attr.handler_func = handler;
// фактическое создание пула потоков:
void* tpp = thread_pool_create(&attr, POOL_FLAG_USE_SELF);
if (tpp == NULL) errx("create pool");
// начало функционирования пула потоков:
thread_pool_start(tpp);
// ... выполнение никогда не дойдет до этой точки!
exit(EXIT_SUCCESS);
}В примере используются, но не определены две функции, которые не столь существенны для понимания примера сточки зрения функционирования пула:
•
errx()•
retrans()Итак, первая особенность пула потоков в том, что мы построили многопоточный сервер, почти не прописывая собственного кода, — большую часть рутинной работы за нас сделала библиотека пула.
Приведем описание логики работы пула потоков и показанного примера на самом качественном, простейшем уровне:
• Первоначально (при запуске пула потоков в работу вызовом
thread_pool_start()attr.lo_water• При создании любого потока (как в процессе начального, так и в процессе последующего создания) вызывается функция
attr.соntext_alloc()• По завершении функция вызывает блокирующую функцию потока
attr.block_func()accept()• Блокирующая функция после наступления события активизации переведет поток в состояние READY и вызовет в контексте этого потока функцию обработчика
attr.handler_func()• Если после предыдущего шага число оставшихся заблокированных потоков станет ниже
attr.lo_waterattr.increment• Активизированный поток производит всю обработку, предписанную функцией потока, и после выполнения потоковой функции будет опять переведен в блокированное состояние в функции блокирования…
• …но перед переводом потока вновь в блокированное состояние проверяется, не будет ли при этом превышено число блокированных потоков
attr.hi_water• Все проверки числа потоков производятся для того, чтобы общее число потоков пула (т. e. число активизированных потоков вместе с блокированными) не превышало общее ограничение
attr.maximumРазобрав общую логику функционирования пула потоков, можно теперь детальнее рассмотреть отдельные шаги всего процесса:
1. Прежде чем создавать пул потоков, мы должны создать атрибутную запись, определяющую все поведение пула. Атрибутная запись описана так (
<sys/dispatch.h>
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
handledispatch_t
#ifndef THREAD_POOL_HANDLE_T
#define THREAD_POOL_HANDLE_T dispatch_t
#endifАтрибуты потоков, которые будут работать в составе пула, определяются полем
attrpthread_attr_tЧисленные параметры пула определяют:
lo_waterlo_water
