Установка атрибутов планирования и свойств потоков

Подобно процессам, потоки выполняются независимо один от другого. Каждый поток назначается процессору для выполнения его задачи. Для каждого потока определяется стратегия планирования и приоритет, которые предписывают, как и когда именно он будет назначен процессору. Стратегия планирования и приоритет потока (или группы потоков) у станав ливаются с помощью объекта атрибутов и следующих функций:

pthread_attr_setinheritsched()

pthread_attr_setschedpolicy()

pthread_attr_setschedparam()

Для получения информации о характере выполнения потока используются следующие функции:

pthread_attr_getinheritsched()

pthread_attr_getschedpolicy()

pthread_attr_getschedparam()

Синопсис

#include <pthread.h>

#include <sched.h>

void pthread_attr_setinheritsched(pthread_attr_t *attr, int inheritsched);

void pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int policy);

void pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr,

const struct sched_param *restrict param);

Функции pthread_attr_setinheritsched(), pthread_attr_setschedpolicy () и pthread_attr_setschedparam() используются для установки стратегии планирования и приоритета потока. Функция pthread_attr_setinheritsched() позволяет определить, как будут устанавливаться атрибуты планирования потока: путем наследования от потока-создателя или в соответствии с содержимым объекта атрибутов. Параметр inheritsched может принимать одно из следующих значений.

PTHREAD_INHERIT_SCHED Атрибуты планирования потока должны быть унаследованы от потока-создателя, при этом любые атрибуты планирования, определяемые параметром attr, будут игнорироваться.

PTHREAD_EXPLICIT_SCHED Атрибуты планирования потока должны быть установлены в соответствии с атрибутами планирования, хранимыми в объекте, заданном параметром attr.

Если параметр inheritsched получает значение PTHREAD_EXPLICIT_SCHED, то функция pthread_attr_setschedpolicy() используется для установки стратегии планирования, а функция pthread_attr_setschedparam() — установки приоритета.

Функция pthread_attr_setschedpolicy() устанавливает член объекта атрибутов потока (заданного параметром attr), «отвечающий» за стратегию планирования потока. Параметр policy может принимать одно из следующих значений, определенных в заголовке <sched. h>.

SCHED_FIFO Стратегия планирования типа FIFO (первым прибыл, первым обслужен), при которой поток выполняется до конца.

SCHED_RR  Стратегия циклического планирования, при которой каждый поток

назначается процессору только в течение некоторого кванта времени- SCHED_OTHER Стратегия планирования другого типа (определяемая реализацией)-Для любого нового потока эта стратегия планирования принимается по умолчанию.

Функ ция pthread_attr_setschedparam() используется для установки членов атрибутного объекта (заданного параметром attr), связанных со стратегией планирования Параметр param представляет собой структуру, которая содержит эти члены. Структура sched_param включает по крайней мере такой член данных: struct sched_param {

int sched_priority;

//...

};

Возможно, эта структура содержит и другие члены данных, а также ряд функций, предназначенных для установки и считывания минимального и максимального значений приоритета, атрибутов планировщика и пр. Но если для задания стратегии планирования используется либо значение SCHED_FIFO, либо значение SCHED_RR, то в структуре sched_param достаточно определить только член sched_priority.

Чтобы получить минимальное и максимальное значения приоритета, используйте функции sched_get_priority_min () и sched_get_priority_max ().

Синопсис

#include <sched.h>

int sched_get_priority_max(int policy);

int sched_get_priority_min(int policy);

Обеим функциям в качестве параметра policy передается значение, определяющее выбранную стратегию планирования, для которой нужно установить значения приоритета, и обе функции возвращают соответствующее значение приоритета (минимальное и максимальное) для заданной стратегии планирования.

Как установить стратегию планирования и приоритет потока с помощью атрибутного объекта, показано в листинге 4.4.

// Листинг 4.4. Использование атрибутного объекта потока И   для установки стратегии планирования и

II   приоритета потока

#define Min_Stack_Req 3000000

pthread_t ThreadA;

pthread_attr_t SchedAttr;

size_t DefaultSize,SizeOffset,NewSize;

int MinPriority,MaxPriority,MidPriority;

sched_param SchedParam;

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

{

//...

// initialize attribute object

pthread_attr_init(&SchedAttr);

// retrieve min and max priority values for scheduling policy

MinPriority = sched_get_priority_max(SCHED_RR);

MaxPriority = sched_get_priority_min(SCHED_RR);

// calculate priority value

MidPriority = (MaxPriority + MinPriority)/2;

// assign priority value to sched_param structure

SchedParam.sched_priority = MidPriority;

// set attribute object with scheduling parameter

pthread_attr_setschedparam(&Attr1,&SchedParam);

// set scheduling attributes to be determined by attribute object

pthread_attr_setinheritsched(&Attr1,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);

// set scheduling policy

pthread_attr_setschedpolicy(&Attr1,SCHED_RR);

// create thread with scheduling attribute object

pthread_create(&ThreadA,&Attr1,task2,Value);

}

В листинге 4.4 стратегия планирования и приоритет потока ThreadA устанавливаются с использованием атрибутного объекта SchedAttr. Выполним следующие действия.

1. Инициализируем атрибутный объект.

2. Считаем минимальное и максимальное значения приоритета для стратегии планирования.

3. Вычислим значение приоритета.

4. Запишем значение приоритета в структуру sched_param.

5.  Установим атрибутный объект.

6. Обеспечим установку атрибутов планирования с помощью атрибутного объекта.

7. Установим стратегию планирования.

8. Создадим поток с помощью атрибутного объекта.

Последовательное выполнение этих действий позволяет установить стратегию планирования и приоритет потока до его создания. Для динамического изменения стратегии планирования и приоритета используйте функции pthread_setschedparam () и pthread_setschedprio().

Синопсис

#include <pthread.h>

int pthread_setschedparam(pthread_t thread,

int policy,

const struct sched_param *param);

int pthread_getschedparam(

pthread_t thread,

int *restrict policy,

struct sched_param *restrict param);

int pthread_setschedprio(pthread_t thread, int prio);  

Функция pthread_setschedparam() устанавливает как стратегию планирования, так и приоритет потока без использования атрибутного объекта. Параметр thread содержит идентификатор потока, параметр policy — новую стратегию планирования и параметр param — значения, связанные с приоритетом. Функция pthread_getschedparam() сохраняет значения стратегии планирования и приоритета в параметрах policy и param соответственно. При успешном выполнении обе функции возвращают число 0 , в противном случае — код ошибки. Условия, при которых эти функции могут завершиться неудачно, перечислены в табл. 4.7.

Таблица4.7. Условия потенциального неудачного завершения функций установки стратегии планирования и приоритета

Функции

Условия отказа

pthread_getschedparam

• Параметр thread не ссылается на существующий поток

pthread_setschedparam

• Некорректен параметр policy или один из членов структуры, на которую указывает параметр param

• Параметр policy или один из членов структуры, на которую указывает параметр param, содержит значение, которое не поддерживается в данной среде

• Вызывающий поток не имеет соответствующего разрешения на установку значений приоритета или стратегии планирования для заданного потока

• Параметр thread не ссылается на существующий поток

• Данная реализация не позволяет приложению заменить один из параметров планирования заданным значением

pthread_setschedprio

• Параметр prio не подходит к стратегии планирования заданного потока

• Параметр prio имеет значение, которое не поддерживается в данной среде

• Вызывающий поток не имеет соответствующего разрешения на установку приоритета для заданного потока

• Параметр thread не ссылается на существующий поток

• Данная реализация не позволяет приложению заменить значение приоритета заданным

Функция pthread_setschedprio() используется для установки значения приоритета выполняемого потока, идентификатор которого задан параметром thread В результате выполнения этой функции текущее значение приоритета будет заменено значением параметра prio. При успешном выполнении функция возвращает число 0 в противном случае — код ошибки. При неуспешном выполнении функции приоритет потока изменен не будет. Условия, при которых эта функция может завершиться неуспешно, также перечислены в табл. 4.7.

ПРИМЕЧАНИЕ: к изменению стратегии планирования или приоритета выполняемого потока необходимо отнестись очень осторожно. Это может непредсказуемым образом повлиять на общую эффективность приложения. Потоки с более высоким приоритетом будут вытеснять потоки с более низким, что приведет к зависанию либо к тому, что поток будет постоянно выгружаться с процессора и поэтому не сможет завершить выполнение.