Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

Для управления объектами событий используются следующие три функции:

BOOL SetEvent(HANDLE hEvent)

BOOL ResetEvent(HANDLE hEvent)

BOOL PulseEvent(HANDLE hEvent)

Поток может установить событие в сигнальное состояние, используя функцию SetEvent. Если событие является автоматически сбрасываемым, то оно автоматически возвращается в несигнальное состояние уже после освобождения только одного из ожидающих потоков. В отсутствие потоков, ожидающих наступления этого события, оно остается в сигнальном состоянии до тех пор, пока такой поток не появится, после чего этот поток сразу же освобождается. Заметьте, что таким же образом ведет себя семафор, максимальное значение счетчика которого установлено равным 1.

С другой стороны, если событие является сбрасываемым вручную, то оно остается в сигнальном состоянии до тех пор, пока какой-либо поток не вызовет функцию ResetEvent, указав дескриптор этого события в качестве аргумента. В это время все ожидающие потоки освобождаются, но до выполнения такого сброса события другие потоки могут как переходить в состояние его ожидания, так и освобождаться.

Функция PulseEvent освобождает все потоки, ожидающие наступления сбрасываемого вручную события, но после этого событие сразу же автоматически сбрасывается. В случае же использования автоматически сбрасываемого события функция PulseEvent освобождает только один ожидающий поток, если таковые имеются.

Примечание

Хотя в книгах многих авторов и даже в некоторых документах Microsoft (см. примечания в разделе MSDN, содержащем описание функции PulseEvent) рекомендуется избегать использования функции PulseEvent, лично я считаю эту функцию не только полезной, но и существенно важной, как это следует из обсуждения многочисленных примеров, приведенных в двух следующих главах.

Следует отметить, что функция PulseEvent становится полезной лишь после того, как сбрасываемое вручную событие установлено в сигнальное состояние с помощью функции SetEvent. Будьте внимательны, когда используете функцию WaitForMultipleObjects для ожидания перехода в сигнальное состояние всех событий. Ожидающий поток освободится только тогда, когда одновременно все события будут находиться в сигнальном состоянии, и некоторые из событий, находящихся в сигнальном состоянии, могут быть сброшены, прежде чем поток освободится.

В упражнении 8.5 вам предлагается изменить программу sortMT (программа 7.2) за счет использования в ней событий.

Переменные условий (condition variables) Pthreads в некоторой степени сравнимы с событиями, но используются в сочетании с мьютексами. Такой способ их использования в действительности является очень плодотворным и будет описан в главе 10. Для создания и уничтожения переменной условий используются, соответственно, системные вызовы pthread_cond_init и pthread_cond_destroy. Функциями ожидания являются pthread_cond_wait и pthread_cond_timedwait. Системный вызов pthread_cond_signal осуществляет возврат после освобождения одного ожидающего потока аналогично Windows-функции PulseEvent в случае автоматически сбрасываемых событий, тогда как вызов pthread_cond_broadcast сигнализирует всем ожидающим потокам, и поэтому его можно сопоставить функции PulseEvent, применяемой к сбрасываемому вручную событию. Эквивалентов функций PulseEvent и ResetEvent, используемых в случае сбрасываемых вручную событий, не существует.

Комбинирование автоматически сбрасываемых и сбрасываемых вручную событий с функциями SetEvent и PulseEvent приводит к четырем различным способам использования событий. Каждая из четырех комбинаций уникальна и каждая из них оказывается полезной или даже необходимой в той или иной ситуации, так что все они будет соответствующим образом использованы в примерах и упражнениях, приведенных в этой и следующей главах.

Предостережение

Некорректное использование событий может привести к возникновению условий состязаний, взаимоблокировок и других тонких, трудно обнаруживаемых ошибок. В главе 10 описываются методики, применение которых является обязательным почти во всех случаях использования событий, за исключением самых тривиальных.

В табл. 8.1 описаны четыре возможные ситуации.

Таблица 8.1. Сводная таблица свойств событий

Образно говоря, автоматически сбрасываемое событие — это дверь, снабженная пружиной, которая обеспечивает автоматическое закрытие двери, в то время как вручную сбрасываемое событие можно уподобить двери, в которой пружина отсутствует и которая, будучи раз открытой, продолжает оставаться в таком состоянии. Используя эту метафору, можно сказать, что функция PulseEvent открывает дверь и закрывает ее сразу же после того, как через нее проходят одна (автоматически сбрасываемые события) или все (вручную сбрасываемые события) ожидающие потоки. Функция SetEvent открывает дверь и освобождает ее.

В этом примере возможности программы 8.1 расширяются таким образом, чтобы потребитель мог дожидаться момента, когда появится доступное сообщение. Тем самым устраняется одна из проблем, связанная с тем, что в предыдущем варианте программы потребитель должен был непрерывно повторять попытки получения новых сообщений. Результирующая программа (программа 8.2) называется eventPC.

Заметьте, что в предлагаемом решении вместо объектов CRITICAL_SECTION используются мьютексы; единственной причиной для этого послужило лишь желание проиллюстрировать применение мьютексов. В то же время, использование автоматически сбрасываемого события и функции SetEvent в потоке потребителя является весьма существенным для работы программы, поскольку это гарантирует освобождение только одного потока.

Также обратите внимание на способ связывания мьютекса и события со структурой данных блока сообщения. Мьютекс активизирует критический участок кода для доступа к объекту структуры данных, тогда как событие используется для уведомления о том, что появилось новое сообщение. Обобщая, можно сказать, что мьютекс гарантирует сохранение инвариантов объекта, а событие сигнализирует о нахождении объекта в заданном состоянии. Эта базовая методика широко применяется в последующих главах.