Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Установка атрибутов мьютекса в этой книге не рассматривается, поэтому мы будем передавать NULLв указателе на атрибуты, и использовать поведение по умолчанию. Дополнительную информацию об изменении атрибутов можно найти в интерактивном справочном руководстве к функции pthread_mutex_init.

Выполните упражнение 12.4.

Далее приводится еще одна модификация исходной программы thread1.с, но значительно измененная. На этот раз вы уделите особое внимание доступу к вашим важным переменным и примените мьютекс для того, чтобы быть уверенными в том, что они доступны в любой момент времени только одному потоку. Для легкости чтения текста примера мы пропустили некоторые проверки ошибок при возвратах из мьютекса, заблокированного и открытого. В рабочем программном коде вы обязательно должны проверять эти возвращаемые значения. Далее приведен текст новой программы thread4.c.

#include

#include

#include

#include

#include

#include

void *thread_function(void *arg);

pthread_mutex_t work_mutex; /* защищает work_area и time_to_exit */

#define WORK_SIZE 1024

char work_area[WORK_SIZE];

int time_to_exit = 0;

int main() {

int res;

pthread_t a_thread;

void *thread_result;

res = pthread_mutex_init(&work_mutex, NULL);

if (res != 0) {

perror("Mutex initialization failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

res pthread_create(&a_thread, NULL, thread_function, NULL);

if (res != 0) {

perror("Thread creation failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

printf("Input same text. Enter 'end' to finish\n");

while (!time_to_exit) {

fgets (work_area, WORK_SIZE, stdin);

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

while(1) {

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

if (work_area[0] != '\0') {

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

} else {

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

printf("\nWaiting for thread to finish...\n");

res = pthread_join(a_thread, &thread_result);

if (res ! = 0) {

perror("Thread join failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

printf("Thread joined\n");

pthread_mutex_destroy(&work_mutex);

exit(EXIT_SUCCESS);

}

void *thread_function(void *arg) {

sleep(1);

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

while(strncmp("end", work_area, 3) ! = 0) {

printf("You input %d characters\n", strlen(work_area)-1);

work_area[0] = '\0';

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

while (work_area[0] == '\0') {

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

}

}

time_to_exit = 1;

work_area[0] = '\0';

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

pthread_exit(0);

}

После запуска вы получите следующий вывод:

$ cc -D_REENTRANT thread4.с -о thread4 -lpthread

$ ./thread4

Input some text. Enter 'end' to finish

Whit

You input 4 characters

The Crow Road

You input 13 characters

end

Waiting for thread to finish...

Thread joined

Как это работает

Вы начинаете с объявления мьютекса вашей рабочей области и на сей раз дополнительной переменной time_to_exit:

pthread_mutex_t work_mutex; /* защищает work_area и time_to_exit */

#define WORK_SIZE 1024

char work_area[WORK_SIZE];

int time_to_exit = 0;

Далее инициализируется мьютекс:

res = pthread_mutex_init(&work_mutex, NULL);

if (res != 0) {

perror("Mutex initialization failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

Затем запускается новый поток. Далее приведен код, выполняемый в функции потока:

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

while(strncmp("end", work_area, 3) != 0) {

printf("You input id characters\n", strlen(work_area)-1);

work_area[0] = '\0';

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

while (work_area[0] == '\0') {

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

}

}

time_to_exit = 1;

work_area[0] = '\0';

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

Сначала новый поток пытается заблокировать мьютекс. Если он уже заблокирован, вызов задерживается до тех пор, пока мьютекс не освободится. После получения доступа вы проверяете, нет ли к вам запроса на завершение выполнения. Если запрашивается завершение, просто задайте переменную time_to_exit, сотрите первый символ в рабочей области и завершите выполнение.

Если вы не хотите завершать выполнение, сосчитайте символы и очистите первый символ, сделав его пустым (null). Пустой первый символ применяется как способ информирования считывающей программы о завершении подсчета символов. Далее вы открываете мьютекс и ждете выполнения потока main. Периодически вы пытаетесь заблокировать мьютекс и, когда вам это удается, проверяете, подготовил ли поток main новую работу для вас. Если нет, вы открываете мьютекс и ждете какое-то время. Если работа есть, вы считаете символы и выполняете проход цикла снова.

Далее приведен поток main.

pthread_mutex_lock(&work_mutex)

printf("Input some text. Enter 'end' to finish\n");

while (!time_to_exit) {

fgets(work_area, WORK_SIZE, stdin);

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

while(1) {

pthread_mutex_lock(&work_mutex);

if (work_area[0] != '\0') {

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

sleep(1);

} else {

break;

}

}

}

pthread_mutex_unlock(&work_mutex);

Он аналогичен второму потоку. Вы блокируете рабочую область и можете читать в нее текст, а затем вы снимаете блокировку, чтобы открыть доступ другому потоку для подсчета слов. Периодически вы блокируете мьютекс, проверяете, сосчитаны ли слова (элемент work_area[0]равен пустому символу), и освобождаете мьютекс, если нужно продолжить ожидание. Как уже отмечалось ранее, этот вид опроса и получения ответа в основном не слишком удачный прием и в реальной жизни вам, возможно, придется применить семафор для его замены. Тем не менее, программный код справляется с задачей демонстрации примера применения мьютекса.