QNX/UNIX: Анатомия параллелизма - Цилюрик Олег Иванович

Захват мьютекса

Захват мьютекса может производиться тремя разными функциями, в основе которых лежит функция из native QNX API SyncMutexLock().

Простой захват

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t* mutex);

Функция захватывает мьютекс, на который ссылается mutex. Если мьютекс уже захвачен другим потоком, то вызвавший поток блокируется до освобождения мьютекса и после этого захватывает его. Только после этого функция pthread_mutex_lock()возвращает управление. Если захватить мьютекс пытается поток, который им уже владеет, то поведение функции pthread_mutex_lock()будет зависеть от значений атрибутов мьютекса, указанных при его создании. QNX предоставляет возможность рекурсивного захвата мьютекса при соответствующих настройках атрибутов (см. выше раздел «Параметры мьютекса»). При создании мьютекса с параметрами по умолчанию попытка повторного захвата мьютекса ни к чему не приводит. Если включен режим контроля ошибок и отключен рекурсивный захват мьютекса, функция pthread_mutex_lock()возвращает EDEADLKпри попытке повторного захвата мьютекса тем же потоком.

Функция pthread_mutex_lock()может возвращать следующие значения: EOK — успешное завершение;

EAGAIN— недостаточно системных ресурсов для захвата мьютекса;

EDEADLK— вызывающий поток уже владеет мьютексом и мьютекс не поддерживает рекурсивный захват (режим контроля ошибок);

EINVAL— некорректное значение параметра mutex.

Попытка захвата

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t* mutex);

Функция проверяет, свободен ли мьютекс mutex, и если да, то она захватывает его. В противном случае функция возвращает значение EBUSY.

Возвращаемые значения:

EOK— успешное завершение;

EAGAIN— недостаточно системных ресурсов для захвата мьютекса;

EBUSY— мьютекс mutexуже захвачен;

EINVAL— некорректное значение параметра mutex.

Захват с установкой времени ожидания

#include <pthread.h>

#include <time.h>

int pthread_mutex_timedlock(pthread_mutex_t* mutex,

 const struct timespec* abs_timeout);

Функция проверяет, свободен ли мьютекс ( mutex), и если да, то поток, в котором вызвана функция, захватывает этот мьютекс. Если мьютекс уже захвачен, вызвавший поток блокируется до освобождения мьютекса либо до наступления времени, указанного в аргументе abs_timeout. Если это время уже наступило, поток не блокируется вообще, но захват все-таки произойдет, если мьютекс свободен.

Наступление времени определяется по часам REALTIME_CLOCK, когда значение часов оказывается равным или большим значения, указанного в abs_timeout. Тип данных timespec определен в файле <time.h>.

Если мьютекс создан с атрибутом протокола PRIO_INHERIT, то после выхода потока из блокировки на мьютексе по тайм-ауту приоритет владельца мьютекса подвергается пересмотру в соответствии с приоритетами потоков, оставшихся в очереди на захват мьютекса.

Возвращаемые значения:

EOK— успешное завершение;

EAGAIN— недостаточно системных ресурсов для захвата мьютекса;

EDEADLK— вызывающий поток уже владеет мьютексом, который не поддерживает рекурсивный захват (режим контроля ошибок);

EINVAL— мьютекс использует протокол граничного приоритета для предотвращения инверсии (атрибут protocolустановлен в значение PTHREAD_PRIO_PROTECT), но приоритет вызвавшего потока выше граничного приоритета, присвоенного мьютексу; поток должен быть блокирован (мьютекс не свободен), а значение поля abs_timeout, показывающее количество наносекунд, меньше нуля или больше 1000 миллионов; переменная, на которую указывает mutex, не является инициированным объектом — мьютексом.

ETIMEDOUT— мьютекс не может быть захвачен, поскольку указанный тайм-аут истек.

Освобождение мьютекса

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t* mutex);

Функция pthread_mutex_unlock()освобождает мьютекс, на который ссылается переменная mutex. Вызвавший поток должен быть владельцем мьютекса. Если есть потоки, блокированные в ожидании освобождения мьютекса, то поток с наивысшим приоритетом (или при равных приоритетах дольше всех ждавший) выходит из блокированного состояния и становится владельцем мьютекса.

Для мьютексов, разрешающих рекурсивный захват, функция освобождения должна вызываться столько же раз, сколько и функция захвата.

Возвращаемые значения:

EOK— успешное завершение;

EINVAL— переменная, на которую указывает mutex, не является инициализированным объектом — мьютексом;

EPERM— вызвавший поток не является владельцем мьютекса.

Разрушение объекта мьютекс

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* mutex);

Вызов разрушает объект мьютекс, на который указывает переменная mutex. После чего эта переменная не может быть использована без предварительного вызова pthread_mutex_init().

Возвращаемые значения:

EOK— успешное завершение;

EBUSY -мьютекс захвачен и не может быть разрушен до освобождения;

EINVAL— переменная, на которую указывает mutex, не является инициированным объектом - мьютексом.

Операции, не поддерживаемые POSIX

В native QNX API есть ряд функций работы с мьютексом, которые не определены POSIX-стандартом, однако они могут оказаться весьма полезными. Поскольку тип POSIX-мьютекса порождается от sync_t, то вполне возможно использование комбинации функций, определенных POSIX, и «родных» native-функций QNX. Однако необходимо помнить, что в таком случае ни о какой межсистемной совместимости говорить уже не приходится.