QNX/UNIX: Анатомия параллелизма - Цилюрик Олег Иванович
int main(int argc, char* argv[]) {
// создать TCP-сокет на порт
ls = getsocket(THREAD_POOL_PORT);
// создание атрибутной записи пула потоков:
thread_pool_attr_t attr;
memset(&attr, 0, sizeof(thread_pool_attr_t));
// заполнение блока атрибутов пула
/* - mm число блокированных потоков в пуле */
attr.lo_water = 3;
/* - max число блокированных потоков в пуле */
attr.hi_water = 7;
/* - инкремент шага создания потоков */
attr.increment = 2;
attr.maximum = 9;
/* - общий предел числа потоков в пуле */
attr.handle = dispatch_create();
attr.context_alloc = alloc;
attr.block_func = block;
attr.handler_func = handler;
// фактическое создание пула потоков:
void* tpp = thread_pool_create(&attr, POOL_FLAG_USE_SELF);
if (tpp == NULL) errx("create pool");
// начало функционирования пула потоков:
thread_pool_start(tpp);
// ... выполнение никогда не дойдет до этой точки!
exit(EXIT_SUCCESS);
}
ПримечаниеВ примере используются, но не определены две функции, которые не столь существенны для понимания примера сточки зрения функционирования пула:
• errx()— реакция на ошибку выполнения с выводом сообщения и последующим аварийным завершением;
• retrans()— прием сообщения с присоединенного TCP-сокета с последующей ретрансляцией полученного содержимого в него же.
Итак, первая особенность пула потоков в том, что мы построили многопоточный сервер, почти не прописывая собственного кода, — большую часть рутинной работы за нас сделала библиотека пула.
Приведем описание логики работы пула потоков и показанного примера на самом качественном, простейшем уровне:
• Первоначально (при запуске пула потоков в работу вызовом thread_pool_start()) создается attr.lo_waterпотоков («нижняя ватерлиния» числа блокированных потоков).
• При создании любого потока (как в процессе начального, так и в процессе последующего создания) вызывается функция attr.соntext_alloc()(в контексте созданного потока).
• По завершении функция вызывает блокирующую функцию потока attr.block_func(), на которой созданный поток ожидает события активизации (в показанном примере событие активизации — это установление соединения новым клиентом по возврату из accept()).
• Блокирующая функция после наступления события активизации переведет поток в состояние READY и вызовет в контексте этого потока функцию обработчика attr.handler_func().
• Если после предыдущего шага число оставшихся заблокированных потоков станет ниже attr.lo_water, механизм пула создаст дополнительно attr.incrementпотоков и «доведет» их до блокирующей функции.
• Активизированный поток производит всю обработку, предписанную функцией потока, и после выполнения потоковой функции будет опять переведен в блокированное состояние в функции блокирования…
• …но перед переводом потока вновь в блокированное состояние проверяется, не будет ли при этом превышено число блокированных потоков attr.hi_water(«верхняя ватерлиния»), и если это имеет место, то поток вместо перевода в блокированное состояние самоуничтожается.
• Все проверки числа потоков производятся для того, чтобы общее число потоков пула (т. e. число активизированных потоков вместе с блокированными) не превышало общее ограничение attr.maximum.
Разобрав общую логику функционирования пула потоков, можно теперь детальнее рассмотреть отдельные шаги всего процесса:
1. Прежде чем создавать пул потоков, мы должны создать атрибутную запись, определяющую все поведение пула. Атрибутная запись описана так ( <sys/dispatch.h>):
typedef struct _thread_pool_attr {
THREAD_POOL_HANDLE_T* handle;
THREAD_POOL_PARAM_T*
(*block_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
void (*unblock_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
int (*handler_func)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
THREAD_POOL_PARAM_T*
(*context_alloc)(THREAD_POOL_HANDLE_T* handle);
void (*context_free)(THREAD_POOL_PARAM_T* ctp);
pthread_attr_t* attr;
unsigned short lo_water;
unsigned short increment;
unsigned short hi_water;
unsigned short maximum;
unsigned reserved[8];
} thread_pool_attr_t;
Дескриптор создаваемого пула потоков handle, посредством которого мы будем ссылаться на пул, является просто синонимом типа dispatch_t:
#ifndef THREAD_POOL_HANDLE_T
#define THREAD_POOL_HANDLE_T dispatch_t
#endif
Атрибуты потоков, которые будут работать в составе пула, определяются полем attrтипа pthread_attr_t(эту структуру мы детально рассматривали ранее при обсуждении создания единичных потоков).
Численные параметры пула определяют:
lo_water— «нижняя ватерлиния», минимальное число потоков пула, находящихся в блокированном состоянии (в ожидании активизации). Если в результате некоторого события один из ожидающих потоков переходит в состояние активной обработки и число оставшихся блокированных потоков становится меньше lo_water, создается дополнительно increment потоков, которые переводятся в блокированное состояние.
