- •1.Объекты ядра
- •2. Учет пользователей объектов ядра
- •3. Защита объектов ядра
- •4. Таблица описателей объектов ядра
- •5. Создание объекта ядра
- •6. Закрытие объекта ядра
- •7. Совместное использование объектов ядра несколькими процессами
- •8. Наследование описателя объекта
- •9. Изменение флагов описателя
- •10. Именованные объекты
- •11. Дублирование описателей объектов
- •12. Синхронизация с потоков с помощью объектов ядра
- •13. Wait-функции
- •13.1. Побочные эффекты успешного ожидания
- •14. События
- •15. Семафоры
- •16. Мьютексы
- •17. Отказ от объекта-мьютекса
- •18. Мьютексы и критические секции
- •19. Сводная таблица объектов, используемых для синхронизации потоков
- •20. Порядок выполнения работы
- •21. Контрольные вопросы
13.1. Побочные эффекты успешного ожидания
Успешный вызов WaitForSingleObject или WaitForMultipleObjecls на самом деле меняет состояние некоторых объектов ядра. Под успешным вызовом я имею в виду тот, при котором функция видит, что объект освободился, и возвращает значение, относительное WAITOBJECT_0. Вызов считается неудачным, если возвращается WAIT_TIMEOUT или WAIT_FAILED. В последнем случае состояние каких-либо объектов не меняется.
Изменение состояния объекта в результате вызова можно назвать побочным эффектом успешного ожидания (successful wait side effect). Например, поток ждет объект «событие с автосбросом» (auto-reset event objcct) (см.ниже). Когда объект переходит в свободное состояние, функция обнаруживает это и может вернуть вызывающему потоку значение WAIT_OBJECT_0. Однако перед самым возвратом из функции событие переводится в занятое состояние — здесь сказывается побочный эффект успешного ожидания.
Объекты ядра «событие с автосбросом» ведут себя подобным образом, потому что таково одно из правил, определенных Microsoft для объектов этого типа. Другие объекты дают иные побочные эффекты, а некоторые — вообще никаких. К последним относятся объекты ядра «процесс» и «поток», так что поток, ожидающий один из этих объектов, никогда не изменит его состояние. Подробнее о том, как ведут себя объекты ядра, я буду рассказывать при рассмотрении соответствующих объектов.
14. События
События - самая примитивная разновидность объектов ядра. Они содержат счетчик числа пользователей (как и все объекты ядра) и две булевы переменные: одна сообщает тип данного объекта-события, другая — его состояние (свободен или занят).
События просто уведомляют об окончании какой-либо операции. Объекты-события бывают двух типов: со сбросом вручную (manual-reset events) и с автосбросом (auto-reset events). Первые позволяют возобновлять выполнение сразу нескольких ждущих потоков, вторые — только одного.
Объекты-события обычно используют в том случае, когда какой-то поток выполняет инициализацию, а затем сигнализирует другому потоку, что тот может продол жить работу. Инициализирующий поток переводит объект "событие» в занятое состояние и приступает к своим операциям. Закончив, он сбрасывает событие в свободное состояние. Тогда другой поток, который ждал перехода события в свободное состояние, пробуждается и вновь становится планируемым.
Объект ядра «событие» создается функцией CreateEvent:
HANDLE CreateEvent( PSECURITY_ATTRIBUTES psa, BOOL fManualReset, BOOL fInitialState, PCTSTR pszName);
Параметр fManualReset (булева переменная) сообщает системе, создать событие со сбросом вручную (TRUE) или с автосбросом (FALSE).
Параметру fInitialState определяет начальное состояние события — свободное (TRUE) или занятое (FALSE). После того как система создает объект событие, CreateEvent возвращает описатель события, специфичный для конкретного процесса. Потоки из других процессов могут получить доступ к этому объекту: 1) вызовом CreateEvent с тем же параметром pszName; 2) наследованием описателя; 3) применением функции DuplicateHandle; и 4) вызовом OpenEvent с передачей в параметре pszName имени, совпадающего с указанным в аналогичном параметре функции CreateEvent. Вот что представляет собой функция OpenEvent.
HANDLE OpenEvent( DWORD fdwAccess, BOOL fInhent, PCTSTR pszName);
Ненужный объект ядра «событие» следует, как всегда, закрыть вызовом CloseHandle. Создав событие, можно напрямую управлять его состоянием. Чтобы перевести его в свободное состояние, необходим вызов:
BOOL SetEvent(HANDLE hEvent);
А чтобы поменять его на занятое:
BOOL ResetEvent(HANDLE hEvent);
Для событий с автосбросом действует следующее правило. Когда его ожидание потоком успешно завершается, этот объект автоматически сбрасывается в занятое состояние. Отсюда и произошло название таких объектов-событий. Для этого объекта обычно не требуется вызывать ResetEvent, поскольку система сама восстанавливает его состояние. А для событий со сбросом вручную никаких побочных эффектов успешного ожидания не предусмотрено.
Рассмотрим небольшой пример тому, как на практике использовать объекты ядра «событие» для синхронизации потоков. Начнем с такого кода.
// глобальный описатель события со сбросом вручную (в занятом состоянии)
HANDLE g_hEvent;
int WINAPI WinMain( ) {
// создаем объект событие со сбросом вручную (в занятом состоянии) g_hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
// порождаем три новых потока
HANDLE hThread[3];
DWORD dwThreadTD;
hThread[0] = _beginthreadex(NULL, 0, WordCount, NULL, 0, &dwThreadlD); hThread[1] = _beginthreadex(NULL, 0, SpellCheck, NULL, 0, &dwThreadID); hTbread[2] = _beginthreadex(NULL, 0, GrarrmarCheck, NULL, 0, &dwThreadID);
OpenFileAndReadContentsIntoMemory( );
// разрешаем всем трем потокам обращаться к памяти SetEvent(g_hEvent),
}
DWORD WINAPI WordCount(PVOID pvParam) {
// ждем, когда в память будут загружены данные из файла WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE); // обращаемся к блоку памяти return(0);
}
DWORD WINAPI SpellCheck(PVOID pvParam) {
// ждем, когда в память будут загружены данные из файла WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE);
// обращаемся к блоку памяти
return(0}; }
DWORD WINAPI GrammarCheck(PVOID pvParam) {
// ждем, когда в память будут загружены данные из файла WaitForSingleObject(g_hEvent, INFINITE);
// обращаемся к блоку памяти
return(0); }
При запуске этот процесс создает занятое событие со сбросом вручную и записывает его описатель в глобальную переменную. Это упрощает другим потокам процесса доступ к тому же объекту-событию. Затем порождается три потока. Они ждут, когда в память будут загружены данные (текст) из некоего файла, и потом обращаются к этим данным, один поток подсчитывает количество слов, другой проверяет орфографические ошибки, третий — грамматические. Все три функции потоков начинают работать одинаково, каждый поток вызывает WaitForSingleObject, которая приостанавливает его до тех пор, пока первичный поток не считает в память содержимое файла.
Загрузив нужные данные, первичный поток вызывает функцию SetEvent, которая переводит событие в свободное состояние. В этот момент система пробуждает три вторичных потока, и они, вновь получив процессорное время, обращаются к блоку памяти. Заметьте, что они получают доступ к памяти в режиме только для чтения. Это единственная причина, по которой все три потока могут выполняться одновременно.
Если событие со сбросом вручную заменить на событие с автосбросом, программа будет вести себя совершенно иначе. После вызова первичным потоком функции SetEvent система возобновит выполнение только одного из вторичных потоков. Какого именно — сказать заранее нельзя. Остальные два потока продолжат ждать.
Поток, вновь ставший планируемым, получает монопольный доступ к блоку памяти, где хранятся данные, считанные из файла.
