Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

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.

В листинге 26.7 показана первая часть нашей программы, глобальные переменные и начало функции main.

Листинг 26.7. Глобальные переменные и начало функции main

//threads/web01.c

1 #include "unpthread.h"

2 #include /* потоки Solaris */

3 #define MAXFILES 20

4 #define SERV "80" /* номер порта или имя службы */

5 struct file {

6 char *f_name; /* имя файла */

7 char *f_host; /* имя узла или IP-адрес */

8 int f_fd; /* дескриптор */

9 int f_flags; /* F_xxx ниже */

10 pthread_t f_tid; /* идентификатор потока */

11 } file[MAXFILES];

12 #define F_CONNECTING 1 /* функция connect () в процессе

выполнения */

13 #define F_READING 2 /* функция connect() завершена;

выполняется считывание */

14 #define F_DONE 4 /* все сделано */

15 #define GET_CMD "GET %s HTTP/1.0\r\n\r\n"

16 int nconn, nfiles, nlefttoconn, nlefttoread;

17 void *do_get_read(void*);

18 void home_page(const char*, const char*);

19 void write_get_cmd(struct file*);

20 int

21 main(int argc, char **argv)

22 {

23 int i, n, maxnconn;

24 pthread_t tid;

25 struct file *fptr;

26 if (argc < 5)

27 err_quit("usage: web file1 ...");

28 maxnconn = atoi(argv[1]);

29 nfiles = min(argc - 4, MAXFILES);

30 for (i = 0; i

31 file[i].f_name = argv[i + 4];

32 file[i].f_host = argv[2];

33 file[i].f_flags = 0;

34 }

35 printf("nfiles = %d\n", nfiles);

36 home_page(argv[2], argv[3]);

37 nlefttoread = nlefttoconn = nfiles;

38 nconn = 0;

1-16 Мы подключаем заголовочный файл вдобавок к обычному , так как нам требуется использовать потоки Solaris в дополнение к потокам Pthreads, как мы вскоре покажем.

10 Мы добавили к структуре fileодин элемент — идентификатор потока f _tid. Остальная часть этого кода аналогична коду в листинге 16.9. В этой версии нам не нужно использовать функцию select, а следовательно, не нужны наборы дескрипторов и переменная maxfd.

36 Функция home_pageне изменилась относительно листинга 16.10. В листинге 26.8 показан основной рабочий цикл потока main.

Листинг 26.8. Основной рабочий цикл потока main

//threads/web01.c

39 while (nlefttoread > 0) {

40 while (nconn 0) {

41 /* находим файл для считывания */

42 for (i = 0; i

43 if (file[i].f_flags == 0)

44 break;

45 if (i == nfiles)

46 err_quit("nlefttoconn = %d but nothing found", nlefttoconn);

47 file[i].f_flags = F_CONNECTING;

48 Pthread_create(&tid, NULL, &do_get_read, &file[i]);

49 file[i].f_tid = tid;

50 nconn++;

51 nlefttoconn--;

52 }

53 if ((n = thr_join(0, &tid, (void**)&fptr)) != 0)

54 errno = n, err_sys("thr_join error");

55 nconn--;

56 nlefttoread--;

57 printf("thread id %d for %s done\n", tid, fptr->f_name);

58 }

59 exit(0);

60 }

40-52 Если имеется возможность создать другой поток ( nconnменьше, чем maxconn), мы так и делаем. Функция, которую выполняет каждый новый поток, — это do_get_read, а ее аргументом является указатель на структуру file.

53-54 Мы вызываем функцию потоков thr_joinSolaris с нулевым первым аргументом, чтобы дождаться завершения выполнения какого-либо из наших потоков. К сожалению, в Pthreads не предусмотрен способ, с помощью которого мы могли бы ждать завершения выполнения любого потока, и функция pthread_joinтребует, чтобы мы точно указали, завершения какого потока мы ждем. В разделе 26.9 мы увидим, что решение этой проблемы в случае применения технологии Pthreads оказывается сложнее и требует использования условной переменной для сообщения главному потоку о завершении выполнения дополнительного потока.