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. */

  /* Получить и заполнить буфер. */

  WaitForSingleObject(mblock.mguard, INFINITE);

  __try {

   if (!mblock.f_stop) {

    mblock.f_ready = 0;

    MessageFill(&mblock);

    mblock.f_ready = 1;

    mblock.sequence++;

    SetEvent(mblock.mready); /* Сигнал "Сообщение готово". */

   }

  } __finally { ReleaseMutex (mblock.mguard); }.

 }

 return 0;

}

DWORD WINAPI consume (void *arg) {

 DWORD ShutDown = 0;

 CHAR command, extra;

 /* Принять ОЧЕРЕДНОЕ сообщение по запросу пользователя. */

 while (!ShutDown) { /* Единственный поток, получающий доступ к стандартным устройствам ввода/вывода. */

  _tprintf(_T("\n** Введите 'с' для приема; 's' для прекращения работы: "));

  _tscanf("%c%c", &command, &extra);

  if (command == 's') {

   WaitForSingleObject(mblock.mguard, INFINITE);

   ShutDown = mblock.f_stop = 1;

   ReleaseMutex(mblock.mguard);

  } else if (command == 'c') {

   /* Получить новый буфер принимаемых сообщений. */

   WaitForSingleObject(mblock.mready, INFINITE);

   WaitForSingleObject(mblock.mguard, INFINITE);

   __try {

    if (!mblock.f_ready) _leave;

    /* Ожидать наступление события, указывающего на готовность сообщения. */

    MessageDisplay(&mblock);

    mblock.nCons++;

    mblock.nLost = mblock.sequence – mblock.nCons;

    mblock.f_ready = 0; /* Новые готовые сообщения отсутствуют. */

   } __finally { ReleaseMutex (mblock.mguard); }.

  } else {

   _tprintf(_T("Недопустимая команда. Повторите попытку.\n"));

  }

 }

 return 0;

}

Примечание. Существует вероятность того, что поток потребителя, уведомленный о готовности сообщения, в действительности не успеет обработать текущее сообщение до того, как поток производителя сгенерирует еще одно сообщение до захвата мьютекса потоком потребителя. В результате такого поведения программы поток потребителя может обработать одно и то же сообщение дважды, если бы не проверка, предусмотренная в начале try-блока потребителя. Эта и другие аналогичные проблемы обсуждаются в главе 10.