Уильям Стивенс - UNIX - разработка сетевых приложений

В листинге 26.5 показана первая часть функции: переменные pthread_key_tи pthread_once_t, функции readline_destructorи readline_onceи наша структура Rline, которая содержит всю информацию, нужную нам для каждого потока.

Листинг 26.5. Первая часть функции readline, безопасной в многопоточной среде

//threads/readline.c

1 #include "unpthread.h"

2 static pthread_key_t rl_key;

3 static pthread_once_t rl_once = PTHREAD_ONCE_INIT;

4 static void

5 readline_destructor(void *ptr)

6 {

7 free(ptr);

8 }

9 static void

10 readline_once(void)

11 {

12 Pthread_key_create(&rl_key, readline_destructor);

13 }

14 typedef struct {

15 int rl_cnt; /* инициализируется нулем */

16 char *rl_bufptr; /* инициализируется значением rl_buf */

17 char rl_buf[MAXLINE];

18 } Rline;

4-8 Наша функция-деструктор просто освобождает всю память, которая была выделена для данного потока.

9-13 Мы увидим, что наша «одноразовая» (то есть вызываемая только один раз) функция вызывается однократно из функции pthread_onceи создает ключ, который затем используется в функции readline.

14-18 Наша структура Rlineсодержит три переменные, которые, будучи объявленными как статические ( static) в листинге 3.12, привели к возникновению описанных далее проблем. Такая структура динамически выделяется в памяти для каждого потока, а по завершении выполнения этого потока она освобождается функцией-деструктором.

В листинге 26.6 показана сама функция readline, а также функция my_read, которую она вызывает. Этот листинг является модификацией листинга 3.12.

Листинг 26.6. Вторая часть функции readline, безопасной в многопоточной среде

//threads/readline.c

19 static ssize_t

20 my_read(Rline *tsd, int fd, char *ptr)

21 {

22 if (tsd->rl_cnt <= 0) {

23 again:

24 if ((tsd->rl_cnt = read(fd, tsd->rl_buf, MAXLINE)) < 0) {

25 if (errno == EINTR)

26 goto again;

27 return (-1);

28 } else if (tsd->rl_cnt == 0)

29 return (0);

30 tsd->rl_bufptr = tsd->rl_buf;

31 }

32 tsd->rl_cnt--;

33 *ptr = *tsd->rl_bufptr++;

34 return (1);

35 }

36 ssize_t

37 readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)

38 {

39 int n, rc;

40 char c, *ptr;

41 Rline *tsd;

42 Pthread_once(&rl_once, readline_once);

43 if ((tsd = pthread_getspecific(rl_key)) == NULL) {

44 tsd = Calloc(1, sizeof(Rline)); /* инициализируется нулем */

45 Pthread_setspecifiс(rl_key, tsd);

46 }

47 ptr = vptr;

48 for (n = 1; n < maxlen; n++) {

49 if ((rc = my_read(tsd, fd, &c)) == 1) {

50 *ptr++ = c;

51 if (c == '\n')

52 break;

53 } else if (rc == 0) {

54 *ptr = 0;

55 return (n-1); /* EOF, данные не были считаны */

56 } else

57 return (-1); /* ошибка, errno устанавливается функцией read() */

58 }

59 *ptr = 0;

60 return (n);

61 }

19-35 Первым аргументом функции теперь является указатель на структуру Rline, которая была размещена в памяти для данного потока (и содержит собственные данные этого потока).

42 Сначала мы вызываем функцию pthread_once, так чтобы первый поток, вызывающий функцию readlineв этом процессе, вызвал бы функцию readline_onceдля создания ключа собственных данных потока.

43-46 Функция pthread_getspecificвозвращает указатель на структуру Rlineдля данного потока. Но если это первый вызов функции readlineданным потоком, то возвращаемым значением будет пустой указатель. В таком случае мы выделяем в памяти место для структуры Rline, а элемент rl_cntэтой структуры инициализируется нулем с помощью функции calloc. Затем мы записываем этот указатель для данного потока, вызывая функцию pthread_setspecific. Когда этот поток вызовет функцию readlineв следующий раз, функция pthread_getspecificвозвратит этот указатель, который был только что записан.

Вернемся к нашему примеру с веб-клиентом из раздела 16.5 и перепишем его с использованием потоков вместо неблокируемой функции connect. Мы можем оставить сокеты в их заданном по умолчанию виде — блокируемыми, и создать один поток на каждое соединение. Каждый поток может блокироваться в вызове функции connect, так как ядро будет просто выполнять какой-либо другой поток, готовый к работе.