Системное программирование в среде Windows

Харт Джонсон М.

Обзор: четыре модели использования событий

Комбинирование автоматически сбрасываемых и сбрасываемых вручную событий с функциями SetEvent и PulseEvent приводит к четырем различным способам использования событий. Каждая из четырех комбинаций уникальна и каждая из них оказывается полезной или даже необходимой в той или иной ситуации, так что все они будет соответствующим образом использованы в примерах и упражнениях, приведенных в этой и следующей главах.

Предостережение

Некорректное использование событий может привести к возникновению условий состязаний, взаимоблокировок и других тонких, трудно обнаруживаемых

ошибок. В главе 10 описываются методики, применение которых является обязательным почти во всех случаях использования событий, за исключением самых тривиальных.

В табл. 8.1 описаны четыре возможные ситуации.

Таблица 8.1. Сводная таблица свойств событий 

	Автоматически сбрасываемые события	Сбрасываемые вручную события
SetEvent	Освобождается строго один поток. Если в этот момент ни один из потоков не ожидает наступления события, то поток, который первым перейдет в состояние ожидания следующих событий, будет сразу же освобожден. После этого событие немедленно автоматически сбрасывается.	Освобождаются все потоки, которые в настоящее время ожидают наступления события. Событие остается в сигнальном состоянии до тех пор, пока не будет сброшено каким-либо потоком.
PulseEvent	Освобождается строго один поток, но только в том случае, если имеется поток, ожидающий наступления события.	Освобождаются все потоки, которые в этот момент ожидают наступления события, если таковые имеются, после чего событие сбрасывается и переходит в несигнальное состояние.

Образно говоря, автоматически сбрасываемое событие — это дверь, снабженная пружиной, которая обеспечивает автоматическое закрытие двери, в то время как вручную сбрасываемое событие можно уподобить двери, в которой пружина отсутствует и которая, будучи раз открытой, продолжает оставаться в таком состоянии. Используя эту метафору, можно сказать, что функция PulseEvent открывает дверь и закрывает ее сразу же после того, как через нее проходят одна (автоматически сбрасываемые события) или все (вручную сбрасываемые события) ожидающие потоки. Функция SetEvent открывает дверь и освобождает ее.

Пример: система "производитель/потребитель"

В этом примере возможности программы 8.1 расширяются таким образом, чтобы потребитель мог дожидаться момента, когда появится доступное сообщение. Тем самым устраняется одна из проблем, связанная с тем, что в предыдущем варианте программы потребитель должен был непрерывно повторять попытки получения новых сообщений. Результирующая программа (программа 8.2) называется eventPC.

Заметьте, что в предлагаемом решении вместо объектов CRITICAL_SECTION используются мьютексы; единственной причиной для этого послужило лишь желание проиллюстрировать применение мьютексов. В то же время, использование автоматически сбрасываемого события и функции SetEvent в потоке потребителя является весьма существенным для работы программы, поскольку это гарантирует освобождение только одного потока.

Также обратите внимание на способ связывания мьютекса и события со структурой данных блока сообщения. Мьютекс активизирует критический участок кода для доступа к объекту структуры данных, тогда как событие используется для уведомления о том, что появилось новое сообщение. Обобщая, можно сказать, что мьютекс гарантирует сохранение инвариантов объекта, а событие сигнализирует о нахождении

объекта в заданном состоянии. Эта базовая методика широко применяется в последующих главах.

Программа 8.2. eventPC: система "производитель/потребитель", использующая сигналы 

/* Глава 8. eventPC.с */

/* Поддерживает два потока — производителя и потребителя. */

/* Производитель периодически создает буферные данные с контрольными */

/* суммами, или "блоки сообщений", сигнализирующие потребителю о готовности*/

/* сообщения. Поток потребителя отображает информацию в ответ на запрос.*/

#include "EvryThng.h"

#include <time.h>

#define DATA_SIZE 256

typedef struct msg_block_tag { /* Блок сообщения. */

 volatile DWORD f_ready, f_stop; /* Флаги готовности и прекращения сообщений. */

 volatile DWORD sequence; /* Порядковый номер блока сообщения. */

 volatile DWORD nCons, nLost; time_t timestamp;

 HANDLE mguard; /* Мьютекс, защищающий структуру блока сообщения. */ 

 HANDLE mready; /* Событие "Сообщение готово". */

 DWORD checksum; /* Контрольная сумма сообщения. */

 DWORD data[DATA_SIZE]; /* Содержимое сообщения. */

} MSG_BLOCK;

/* … */

DWORD _tmain(DWORD argc, LPTSTR argv[]) {

 DWORD Status, ThId;

 HANDLE produce_h, consume_h;

 /* Инициализировать мьютекс и событие (автоматически сбрасываемое) в блоке сообщения. */

 mblock.mguard = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);

 mblock.mready = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);

 /* Создать потоки производителя и потребителя; ожидать их завершения.*/

 /* … Как в программе 9.1 … */

 CloseHandle(mblock.mguard);

 CloseHandle(mblock.mready);

 _tprintf(_T("Потоки производителя и потребителя завершили выполнение\n"));

 _tprintf(_T("Отправлено: %d, Получено: %d, Известные потери: %d\n"), mblock.sequence, mblock.nCons, mblock.nLost);

 return 0;

}

DWORD WINAPI produce(void *arg)

/* Поток производителя — создание новых сообщений через случайные */

/* интервалы времени. */

{

 srand((DWORD)time(NULL)); /* Создать начальное число для генератора случайных чисел. */

 while(!mblock.f_stop) {

/* Случайная задержка. */

Sleep(rand / 10); /* Длительный период ожидания следующего сообщения. */