QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Цилюрик Олег Иванович

// имитация вычислений...

}

return NULL;

}

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

// 1-й параметр - число потоков клиентов:

if (argc > 1 && atoi(argv[1]) > 0)

numclient = atoi(argv[1]);

tb = ClockCycles;

int chid = ChannelCreate(0);

if (pthread_create(NULL, NULL, server, (void*)chid) != EOK)

perror("server create"), exit(EXIT_FAILURE);

for (int i = 0; i < numclient; i++)

if (pthread_create(NULL, NULL, client,

(void*)ConnectAttach(0, 0, chid, _NTO_SIDE_CHANNEL, 0)) != EOK)

perror("client create"), exit(EXIT_FAILURE);

sigpause(SIGINT);

return EXIT_SUCCESS;

}

Все

происходит в рамках единого процесса:

• Создается единый поток сервера, ожидающий сообщений от клиентов и отвечающий на них.

• Создается N потоков клиентов (задается параметром командной строки запуска приложения), которые будут обращаться к серверу.

• К одному каналу сервера устанавливается N соединений от клиентов.

• Канал прослушивания для сервера и идентификаторы соединений для клиентов сознательно создаются в главном потоке (т.e. вне потоков, которые их будут использовать); их значения поступают в потоки (сервера и клиентов) как параметры потоковых функций (трюк с подменой целочисленных значений на указатели мы рассматривали ранее).

• Сообщение продвигается от клиента к серверу и обратно к клиенту; в ходе пересылки объем сообщения нарастает: оно образуется конкатенацией полей, добавляемых последовательно клиентом, сервером и снова клиентом.

• В результате полного цикла обмена сообщением в теле самого сообщения формируется текст, содержащий 5 последовательных полей — идентификатор потока клиента (обращающегося с сообщением) и 4 абсолютные временные метки (в миллисекундах): передачи сообщения клиентом, приема сообщения сервером (начало обработки), ответа на сообщение сервером (конец обработки), приема ответа клиентом.

Запустим полученное приложение, например, так:

# n1 5

И прежде чем обсуждать результаты его работы, понаблюдаем состояния (блокировки) его потоков командой

pidin

(с другого терминала, естественно). Вот несколько «снимков» состояний, здесь можно наблюдать весь спектр блокированных состояний, о которых говорилось выше:

5546027 1 ./n1 10r SIGSUSPEND

5546027 2 ./n1 10r NANOSLEEP

5546027 3 ./n1 10r NANOSLEEP

5546027 4 ./n1 10r SEND 5546027

5546027 5 ./n1 10r REPLY 5546027

5546027 6 ./n1 10r NANOSLEEP

5546027 7 ./n1 10r NANOSLEEP

5730347 1 ./n1 10r SIGSUSPEND

5730347 2 ./n1 10r RECEIVE 1

5730347 3 ./n1 10r NANOSLEEP

5730347 4 ./n1 10r NANOSLEEP

5730347 5 ./n1 10r NANOSLEEP

5730347 6 ./n1 10r NANOSLEEP

5730347 7 ./n1 10r NANOSLEEP

А теперь рассмотрим результаты выполнения (на меньшем числе потоков клиентов, которое легче анализировать):

# n1 3

3: [0000000]->[0000000] ... [0000501]->[0000501]

4: [0000000]->[0000501] ... [0001003]->[0001003]

5: [0000000]->[0001003] ... [0001505]->[0001505]

3: [0002003]->[0002003] ... [0002504]->[0002505]

5: [0003462]->[0003462] ... [0003964]->[0003964]

4: [0003485]->[0003964] ... [0004466]->[0004466]

3: [0005017]->[0005017] ... [0005518]->[0005518]

5: [0005624]->[0005624] ... [0006126]->[0006126]

4: [0006741]->[0006741] ... [0007243]->[0007243]

...

Видно, как 3 клиента отправляют сообщения одновременно ([

0000000

]), поток сервера (TID = 2) немедленно получает сообщение ([

0000000

], 1-я строка), отправленное клиентом с TID = 3, два других сообщения (от клиентов с TID = 4 и 5) помещаются системой в очередь обслуживания (строки 2 и 3). После завершения обслуживания запроса от TID = 3 и ответа ([

0000501

]) поток сервера получает (извлекается из очереди ранее отправленное сообщение) сообщение от TID = 4 и так далее.

Еще содержательнее для интерпретации становится картина для большего числа потоков клиентов (здесь очередь ожидающих запросов становится гораздо длиннее, а ее поведение трудно предсказуемым - почти каждый запрос ожидает обслуживания), но эти результаты требуют намного более тщательного разбора для их осмысления:

# n1 10

3: [0000000]->[0000000] ... [0000501]->[0000501]

4: [0000000]->[0000501] ... [0001003]->[0001003]

5: [0000000]->[0001003] ... [0001505]->[0001505]

6: [0000000]->[0001505] ... [0002007]->[0002007]

7: [0000000]->[0002007] ... [0002508]->[0002508]

8: [0000000]->[0002508] ... [0003010]->[0003010]

9: [0000000]->[0003010] ... [0003512]->[0003512]

10: [0000000]->[0003512] ... [0004014]->[0004014]

11: [0000000]->[0004014] ... [0004516]->[0004516]