Точки аннулирования потоков

Если удовлетворение запроса на аннулирование потока откладывается, значит, оно произойдет позже, когда это делать «безопасно», т.е. когда оно не попадает на период выполнения некоторого критического кода, блокирования мьютекса или пребывания данных в некотором «промежуточном» состоянии. Вне этих «опасных» разделов кода потоков вполне можно устанавливать точки аннулирования. Точка аннулирования — это контрольная точка, в которой поток проверяет факт существования каких-либо ждущих (отложенных) запросов на аннулирование и, если таковые имеются, разрешает завершение.

Точки аннулирования можно пометить с помощью функции pthread_testcancel () • Эта функция проверяет наличие необработанных запросов на аннулирование. Если они есть, она активизирует процесс аннулирования в точке своего вызова. В противном случае функция продолжает выполнение потока без каких-либо последствий. Вызов этой функции можно разместить в любом месте кода потока, которое считается безопасным для его завершения.

Синопсис

#include <pthread.h>

void pthread_testcancel(void)

Программа 4.3 содержит функции, которые вызывают функции pthread_setcancelstate(), pthread_setcanceltype() и pthread_testcancel(), связанные с установкой типа аннулирования потока и состояния готовности к аннулированию.

#include <iostream>

#include <pthread.h>

void *task1(void *X)

{

int OldState;

// disable cancelability

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE,&OldState);

for(int Count = 1;Count < 100;Count++)

{

cout << «thread A is working: " << Count << endl;

}

}

void *task2(void *X)

{

int OldState,OldType;

// enable cancelability, asynchronous

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,&OldState);

pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,&OldType);

for(int Count = 1;Count < 100;Count++)

{

cout << «thread B is working: " << Count << endl;

}

}

void *task3(void *X)

{

int OldState,OldType;

// enable cancelability, deferred

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,&OldState);

pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_DEFERRED,&OldType);

for(int Count = 1;Count < 1000;Count++)

{

cout << «thread C is working: " << Count << endl;

if((Count%100) == 0){

pthread_testcancel();

}

}

}

В программе 4.3 каждая задача устанавливает свое условие аннулирования. В задаче task1 аннулирование потока запрещено, поскольку вся она состоит из критического кода, который должен быть выполнен до конца. В задаче task2 аннулирование потока разрешено. Обращение к функции pthread_setcancelstate () является необязательным, поскольку все новые потоки имеют статус разрешения аннулирования. Тип аннулирования здесь устанавливается равным значению PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS Это означает, что после поступления запроса на аннулирование поток немедленно запустит соответствующую процедуру, независимо от того, на какой этап его выполнения придется этот запрос. А поскольку этот поток установил для себя именно такой тип аннулирования, значит, он не выполняет никакого «жизненно важного» кода. Например, вызовы системных функций должны попадать под категорию опасных для аннулирования, но в задаче task2 таких нет. Там выполняется лишь цикл, который будет работать до тех пор, пока не поступит запрос на аннулирование. В задаче task3 аннулирование потока также разрешено, а тип аннулирования устанавливается равным значению PTHREAD_CANCEL_DEFFERED. Эти состояние и тип аннулирования действуют по умолчанию для новых потоков, следовательно, обращения к функциям pthread_setcancelstate() и pthread_setcanceltype() здесь необязательны. Критический код этого потока здесь может спокойно выполняться после установки состояния и типа аннулирования, поскольку процедура завершения не стартует до вызова функции pthread_testcancel (). Если не будут обнаружены ждущие запросы, поток продолжит свое выполнение до тех пор, пока не встретит очередные обращения к функции pthread_testcancel() (если таковые предусмотрены). В задаче task3 функция pthread_cancel () вызывается только после того, как переменная Count без остатка разделится на число 100 . Код, расположенный между точками аннулирования потока, не должен быть критическим, поскольку он может не выполниться.

Программа 4.4 содержит управляющий поток, который делает запрос на аннулирование каждого рабочего потока.

// Программа 4.4

int main(int argc, char *argv[]) {

pthread_t Threads[3]; void *Status;

pthread_create(&(Threads[0]),NULL,taskl, NULL); pthread_create(&(Threads[l]), NULL,task2,NULL); pthread_create(&(Threads[2]),NULL,task3,NULL);

pthread_cancel(Threads[0]); pthread_cancel(Threads[l]); pthread_cancel(Threads[2]);

for(int Count = 0;Count < 3;Count++) {

pthread_join(Threads[Count],&Status); if(Status == PTHREAD_CANCELED){

cout << «Поток» << Count << " аннулирован.» << endl;

}

else{

cout « «Поток» << Count << " продолжает выполнение.» << endl;

}

}

return (0) ;

}

Управляющий поток в программе 4.4 сначала создает три рабочих потока, затем делает запрос на аннулирование каждого из них. Управляющий поток для каждого рабочего потока вызывает функцию pthread_join(). Эта функция завершается успешно даже тогда, когда она пытается присоединить поток, который уже завершен, функция присоединения в этом случае просто считывает статус завершения завершенного потока. И такое поведение весьма кстати, поскольку поток, который сделал запрос на аннулирование, и поток, вызвавший функцию pthread_join (), могут оказаться совсем разными потоками. Мониторинг функционирования всех рабочих потоков может оказаться единственной задачей того потока, который «по совместительству» и аннулирует потоки. Опрашивать же статус завершения потоков с помощью функции pthread_join() может совершенно другой поток. Этот тип информации используется для получения статистической оценки того, какой из потоков наиболее эффективен. В рассматриваемой нами программе все это делает один управляющий поток: в цикле он и присоединяет рабочие потоки, и проверяет их статус завершения. Поток Threads[0] не аннулирован, поскольку он имеет запрет на аннулирование, в то время как два остальных потока были аннулированы. Статус завершения аннулируемого потока может иметь, например, значение PTHREAD_CANCELED. Профили программ 4.3 и 4.4 представлены в разделе «Профиль программы 4.2».

Профиль программы 4.2

Имя программы program4-34. cc ;

Описание Демонстрирует аннулирование потоков. Три потока имеют различные типы состояния аннулирования. Каждый поток выполняет цикл. Состояние и тип аннулирования определяет количество итераций цикла и то, будет ли цикл выполняться вообще. Основной поток определяет статус завершения каждого , рабочего потока.

Требуемая библиотека libpthread

Тр ебуемые заголовки <pthread.h> <iostream>

Инструкции по компиляции и компоновке программ

с++ -о program4-34 program4-34.сс -lpthread

Среда для тестирования SuSE Linux 7.1, gcc 2.95.2.

И нс трукции по выполнению ./program4-34

В функциях, определенных пользователем, используются точки аннулирования отмеченные обращением к функции pthread_testcancel(). Библиотека Pthread определяет в качестве точек аннулирования выполнение других функций. Эти функции блокируют вызывающий поток, а заблокированному потоку аннулирование не грозит. Вот эти функции библиотеки Pthread:

pthread_testcancel()

pthread_cond_wait()

pthread_timedwait()

pthread_join()

Если поток, пребывающий в состоянии отсроченного аннулирования, имеет ждущий запрос на аннулирование, то при вызове одной из перечисленных выше функций библиотеки Pthread будет инициирована процедура аннулирования. Некоторые из системных функций, претендующих на роль точек аннулирования, перечислены в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Системные POSIX-функции, претендующие на роль точек аннулирования

Несмотря на то что эти функции безопасны для отсроченного аннулирования потоков, они могут не быть таковыми для асинхронного аннулирования. Асинхронное аннулирование во время вызова библиотечной функции, которая не является асин хронно-безопасной, может привести к тому, что библиотечные данные останутся не в надлежащем состоянии. Библиотека выделит память от имени потока, и, когда поток будет аннулирован, продолжит удерживать «за собой» эту память. Для других библиотечных и системных функций, которые не являются безопасными для аннулирования (асинхронного или отсроченного), возможно, имеет смысл написать код, препятствующий завершению потока путем установки категорического запрета на аннулирование или использование отсроченного аннулирования до тех пор, пока эти функции не будут выполнены.