Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Звіт
до лабораторної роботи №2
з дисципліни: «Системне програмне забезпечення»
на тему: «Взаємодія між потоками»
Львів 2015
Мета роботи: засвоїти поняття паралельного виконання «потоків» та освоїти засоби їх синхронізації. Здобути навики синхронізації «потоків» при обробці спільних даних та доступу до ресурсів в операційній системі Windows.
Короткі теоретичні відомості:
Windows надає чотири об’єкти, призначені для синхронізації потоків і процесів. Три з них — мютекси, семафори і події — є об’єктами ядра, що мають дескриптори. Події використовуються також для інших цілей, наприклад, для асинхронного уведення-виведення.
Спочатку розглянемо четвертий об’єкт, а саме, об’єкт критичної ділянки коду CRITICAL_SECTION. Через простоту і продуктивність, об’єктам критичних ділянок коду надається перевага, якщо їх можливостей достатньо для того, щоб задовольнити вимоги програміста.
1.1. Об'єкти критичних ділянок коду
Об’єкт критичної ділянки коду — це ділянка програмного коду, який кожного разу повинен виконуватися тільки одним потоком; паралельне виконання цієї ділянки декількома потоками може приводити до непередбачуваних або невірних результатів.
Об’єкти CRITICAL_SECTION (CS) можна ініціалізувати і видаляти, але вони не мають дескрипторів і не можуть спільно використовуватися іншими процесами. Відповідні змінні повинні оголошуватися як змінні типу CRITICAL_SECTION. Потоки входять в об’єкти CS і покидають їх, але виконання коду окремого об’єкту CS кожного разу дозволено тільки одному потоку. Разом з тим, один і той же потік може входити в декілька окремих об’єктів CS і покидати їх, якщо вони розташовані в різних місцях програми.
Для ініціалізації і видалення змінної типу CRITICAL_SECTION використовуються, відповідно, функції InitializeCriticalSection() і DeleteCritical-Section():
VOID InitializeCriticalSection(
LPCRITICAL_SECTION ipCriticalSection)
VOID DeleteCriticalSection(
LPCRITICAL_SECTION IpCriticalSection}
Функція EnterCriticalSection() блокує потік, якщо на даній критичній ділянці коду присутній інший потік. Потік, що очікує розблокуєся після того, як інший потік виконає функцію LeaveCriticalSection(). Говорять, що потік отримав права володіння об’єктом CS, якщо відбулося повернення з функції EnterCriticalSection(), тоді як для того щоб віддати права володіння використовується функція LeaveCriticalSection(). Завжди необхідно стежити за своєчасною переуступкою прав володіння об’єктами CS; недотримання цього правила може привести до того, що інші потоки перебуватимуть в стані очікування протягом невизначеного часу навіть після завершення виконання потоку-власника.
VOID EnterCriticalSection (
LPCRITICAL_SECTION IpCriticalSection)
VOID LeaveCriticalSection (
LPCRITICAL_SECTION IpCriticalSection)
Потік, що володіє об'єктом CS, може повторно увійти до цього ж CS без його блокування: це означає, що об’єкти CRITICAL_SECIION є рекурсивними (recursive). Підтримується лічильник входжень в об’єкт CS, і тому потік повинен покинути дану CS стільки раз, скільки було входжень в неї, щоб розблокувати цей об’єкт для інших потоків. Ця можливість може виявитися корисною для реалізації рекурсивних функцій і забезпечення безпечного багатопотокового виконання функцій загальних бібліотек.
Вихід з, об’єкту CS, яким даний потік не володіє, може призвести до непередбачуваних результатів, включаючи блокування самого потоку.
Для повернення з функції EnterCriticalSection() не існує кінцевого інтервалу очікування; інші потоки будуть блоковані на невизначений час, поки потік, що володіє об’єктом CS, не покине його. Проте, використовуючи функцію TryEnterCriticalSection(), можна тестувати (опитати) CS, щоб перевірити, чи не володіє ним інший потік.
BOOL TryEnterCriticalSection (
LPCRITICAL_SECTION ipCriticalSection)
Повернення функцією TryEnterCriticalSection() значення true означає, що цей потік придбав права володіння критичною ділянк...
