UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

4. Другой поток, например поток с номером

n

, вызывает функцию

readline

, возможно, в тот момент, когда поток с номером 0 все еще находится в стадии выполнения функции

readline

.

Функция

readline

вызывает функцию

pthread_once

, чтобы инициализировать ключ этого элемента собственных данных, но так как эта функция уже была однажды вызвана, то больше она не выполняется.

5. Функция

readline

вызывает функцию

pthread_getspecific

для получения значения указателя

pkey[1]

для данного потока, но возвращается пустой указатель. Тогда поток вызывает функцию

malloc

и

функцию

pthread_setspecific

, как и в случае с потоком номер 0, инициализируя элемент собственных данных потока, соответствующий этому ключу (1). Этот процесс иллюстрирует рис. 26.5.

Рис. 26.5. Структуры данных после того, как поток n инициализировал свои собственные данные

6. Поток номер nпродолжает выполнять функцию

readline

, используя и модифицируя свои собственные данные.

Один вопрос, который мы пока не рассмотрели, заключается в следующем: что происходит, когда поток завершает свое выполнение? Если поток вызвал функцию

readline

, эта функция выделила в памяти область, которая должна быть освобождена по завершении выполнения потока. Для этого используется указатель-деструктор, показанный на рис. 26.2. Когда поток, создающий элемент собственных данных, вызывает функцию

pthread_key_create

, одним из аргументов этой функции является указатель на функцию-деструктор. Когда выполнение потока завершается, система перебирает массив

pkey

для данного потока, вызывая соответствующую функцию-деструктор для каждого непустого указателя

pkey

. Под «соответствующим деструктором» мы понимаем указатель на функцию, хранящийся в массиве

Key

с рис. 26.2. Таким образом осуществляется освобождение памяти, занимаемой собственными данными потока, когда выполнение потока завершается.

Первые две функции, которые обычно вызываются при работе с собственными данными потока, — это

pthread_once

и

pthread_key_create

.

#include <pthread.h>

int pthread_once(pthread_once_t * onceptr, void (* init)(void));

int pthread_key_create(pthread_key_t * keyptr, void (* destructor)(void * value));

Обе функции возвращают: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки

Функция

pthread_once

обычно вызывается при вызове функции, манипулирующей собственными данными потока, но

pthread_once

использует значение переменной, на которую указывает

onceptr

, чтобы гарантировать, что функция

init

вызывается для каждого процесса только один раз.

Функция

pthread_key_create

должна вызываться только один раз для данного ключа в пределах одного процесса. Значение ключа возвращается с помощью указателя

keyptr

, а функция – деструктор(если аргумент является непустым указателем) будет вызываться каждым потоком по завершении его выполнения, если этот поток записывал какое-либо значение, соответствующее этому ключу.

Обычно эти две функции используются следующим образом (если игнорировать возвращение ошибок):

pthread_key_t rl_key;

pthread_once_t rl_once = PTHREAD_ONCE_INIT;

void readline_destructor(void *ptr) {

free(ptr);

}

void readline_once(void) {

pthread_key_create(&rl_key, readline_destructor);

}

ssize_t readline(...) {

...

pthread_once(&rl_once, readline_once);

if ((ptr = pthread_getspecific(rl_key)) == NULL) {

ptr = Malloc(...);

pthread_setspecifiс(rl_key, ptr);

/*

инициализация области памяти, на которую указывает ptr */

}

...

/* используются значения, на которые указывает ptr */

}

Каждый раз, когда вызывается функция

readline

, она вызывает функцию

pthread_once

. Эта функция использует значение, на которое указывает ее аргумент-указатель

onceptr

(содержащийся в переменной

rl_once

), чтобы удостовериться, что функция

init

вызывается только один раз. Функция инициализации

readline_once

создает ключ для собственных данных потока, который хранится в

rl_key

и который функция

readline

затем использует в вызовах функций

pthread_getspecific

и

pthread_setspecific

.

Функции

pthread_getspecific

и

pthread_setspecific

используются для того, чтобы получать и задавать значение, ассоциированное с данным ключом. Это значение представляет собой тот указатель, который показан на рис. 26.3. На что указывает этот указатель — зависит от приложения, но обычно он указывает на динамически выделяемый участок памяти.

#include <pthread.h>

void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);

Возвращает: указатель на собственные данные потока (возможно, пустой указатель)

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void * value);

Возвращает: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки

Обратите внимание на то, что аргументом функции

pthread_key_create

является указатель на ключ (поскольку эта функция хранит значение, присвоенное ключу), в то время как аргументами функций

get

и

set

являются сами ключи (которые, скорее всего, представляют собой небольшие целые числа, как уже говорилось).

Пример: функция readline, использующая собственные данные потока

В этом разделе мы приводим полный пример использования собственных данных потока, преобразуя оптимизированную версию функции

readline

из листинга 3.12 к виду, безопасному в многопоточной среде, не изменяя последовательность вызовов.

В листинге 26.5 показана первая часть функции: переменные

pthread_key_t

и

pthread_once_t

, функции

readline_destructor

и

readline_once

и наша структура

Rline

, которая содержит всю информацию, нужную нам для каждого потока.