Роб Кёртен - Введение в QNX/Neutrino 2. Руководство по программированию приложений реального времени в QNX Realtime Platform

Когда мы говорили о синхронизации функции main() по моменту завершения рабочих потоков (в параграфе «Синхронизация по отношению к моменту завершения потока», см. выше), мы упомянули два метода синхронизации: один метод с применением функции pthread_join() , который мы только что рассмотрели, и метод с применением барьера.

Возвращаясь к нашей аналогии с процессами в жилом доме, предположим, что семья пожелала где-нибудь отдохнуть на природе. Водитель садится в микроавтобус и запускает двигатель. И ждет. Водитель будет ждать до тех пор, пока все члены семьи не сядут в машину, и только затем можно будет ехать — не можем же мы кого-нибудь оставить!

Точно так происходит и в нашем примере с выводом графики на дисплей. Основной поток должен дождаться того момента, когда все рабочие потоки завершат работу, и только затем можно начинать следующую часть программы.

Однако, отметьте для себя одну важную отличительную особенность. С применением функции pthread_join() мы ожидаем завершения потоков. Это означает, что на момент ее разблокирования потоков нет больше с нами; они закончили работу и завершились.

В случае с барьером, мы ждем «встречи» определенного числа потоков у барьера. Затем, когда заданное число потоков достигнуто, мы их всех разблокируем (заметьте, что потоки при этом продолжат выполнять свою работу).

Сначала барьер следует создать при помощи функции barrier_init() :

#include

int barrier_init(barrier_t *barrier, const barrier_attr_t *attr, int count);

Эта функция создает объект типа «барьер» по переданному ей адресу (указатель на барьер хранится в параметре barrier) и назначает ему атрибуты, которые определены в attr (мы будем использовать NULL, чтобы установить значения по умолчанию). Число потоков, которые должны вызывать функцию barrier_wait() , передается в параметре count .

После того как барьер создан, каждый из потоков должен будет вызвать функцию barrier_wait() , чтобы сообщить, что он отработал:

#include

int barrier_wait(barrier_t *barrier);

После того как поток вызвал barrier_wait() , он будет блокирован до тех пор, пока число потоков, указанное первоначально в параметре count функции barrier_init() , не вызовет функцию barrier_wait() (они также будут блокированы). После того как нужное число потоков выполнит вызов функции barrier_wait() , все эти потоки будут разблокированы «одновременно».

Вот пример:

/*

* barrier1.c

*/

#include

#include

#include

#include

barrier_t barrier; // Объект типа «барьер»

void* thread1(void *not_used) {

time_t now;

char buf[27];

time(&now);

printf("Поток 1, время старта %s", ctime_r(&now, buf));

// Выполнить вычисления

// (вместо этого просто сделаем sleep)

sleep(20);

barrier_wait(&barrier);

// После этого момента все потоки уже завершатся

time(&now);

printf("Барьер в потоке 1, время срабатывания %s",

ctime_r(&now, buf));

}

void* thread2(void *not_used) {

time_t now;

char buf[27];

time(&now);

printf("Поток 2, время старта %s", ctime_r(&now, buf));

// Выполнить вычисления

// (вместо этого просто сделаем sleep)

sleep(40);

barrier_wait(&barrier);

// После этого момента все потоки уже завершатся

time(&now);

printf("Барьер в потоке 2, время срабатывания %s",

ctime_r(&now, buf));

}

main() // Игнорировать аргументы

{

time_t now;

char buf[27];

// Создать барьер со значением счетчика 3

barrier_init(&barrier, NULL, 3);

// Создать два потока, thread1 и thread2

pthread_create(NULL, NULL, thread1, NULL);

pthread_create(NULL, NULL, thread2, NULL);

// Сейчас выполняются оба потока

// Ждать завершения

time(&now);

printf("main(): ожидание у барьера, время %s",

ctime_r(&now, buf));

barrier_wait(&barrier);

// После этого момента все потоки уже завершатся

time(&now);

printf("Барьер в main(), время срабатывания %s",

ctime_r(&now, buf));

}

Основной поток создал объект типа «барьер» и инициализировал его значением счетчика, равным числу потоков (включая себя!), которые должны «встретиться» у барьера, прежде чем он «прорвется». В нашем примере этот индекс был равен 3 — один для потока main() , один для потока thread1() и один для потока thread2() . Затем, как и прежде, стартуют потоки вычисления графики (в нашем случае это потоки thread1() и thread2() ). Для примера вместо приведения реальных алгоритмов графических вычислений мы просто временно «усыпили» потоки, указав в них sleep(20) и sleep(40) , чтобы имитировать вычисления. Для осуществления синхронизации основной поток ( main() ) просто блокирует сам себя на барьере, зная, что барьер будет разблокирован только после того, как рабочие потоки аналогично присоединятся к нему.