Jonny Karlsson PROCESSPROGRAMMERING Föreläsning 8 ( ) Innehåll: -Exekveringstrådar

Jonny Karlsson Exekveringstrådar Exekveringstrådar (POSIX-THREADS) är en lättviktsvariant av processer. Är egentilgen inga processer utan varje tråd hör till en process Alla trådar exekveras parallellt. Skillnad mellan trådar och processer: En process består av en programdel, en datadel och en mängd tillgängliga resurser (öppna deskriptorer, reserverat minne o.s.v.). En tråd består av en ”uppgift” (är oftast en funktion som utför trådens arbete) och delar på samma data och resurser som andra trådar. P.g.a. att trådarna delar på gemensamma resurser och att de inte kör ett helt program är de resurssnåla, både CPU-mässigt och minnesmässigt. Tiden att skapa en ny tråd är obetydlig, medan en processklyvning kan ta en viss tid. (Processklyvning kopierar ju all data och programkod till den nya processen)

Jonny Karlsson Att skapa en ny tråd #include #include pthread_create(&a_thread, a_thread_attribute, (void *) &thread_function, (void *) pthread_create(&a_thread, a_thread_attribute, (void *) &thread_function, (void *) &some_argument) &some_argument) a_threadEn pekare av typen pthread_t som pekar på en variabel där trådens ID sparas a_thread_attributeExtra argument, oftast används NULL thread_functionEn pekare på den funktion som skall utföra trådens arbete some_argumentEn eventuell parameter till trådens funktion

Jonny Karlsson Att fördröja en tråd Funktionen sleep() kan ej användas eftersom denna funktion fördröjer en hel process genom att försätta processen i pause() läge. Eftersom alla trådar är en del av samma process betyder det att samtliga trådar komer att fördöjas. Det rätta sättet att fördröja endast en tråd är följande: struct timespec delay; delay.tv_sec = 2; delay.tv_nsec = 0; nanosleep(&delay, NULL);

Jonny Karlsson Att avsluta en tråd Om man vill avsluta en tråds arbete före huvudtråden bör tråden anropa funktionen pthread_exit(): #include #include void pthread_exit(void *retval); retvalTrådens returvärde

Jonny Karlsson Mutex-semaforer Typiskt för processer med flera trådar är att de jobbar indivduellt med lokalt skapade variabler och förenar resultatet via globala variabler Det är därför viktigt att de gemensamma resurserna skyddas med semaforer. De gemensamma resurserna kan t.ex. skyddas med POSIX-trådar som definierar färdigt programmerade binära semaforer, s.k. mutex-semaforer. Det finns fyra olika funktioner för hantering av mutex-semaforer: pthread_mutex_init()Initialisera mutex pthread_mutex_lock()Lås mutex pthread_mutex_unock()Lås upp mutex pthread_mutex_destroy()Radera mutex En ny mutex deklareras med: pthread_mutex_t mutex; Se man-fil för närmare info.

Jonny Karlsson Heltalssemaforer Följande färdigt definierade funktioner kan användas för att hantera heltalssemaforer: sempaphore_init()Initialisering semaphore_up()Ökar semaforvärdet semaphore_down();Minskar semaforvärdet semaphore_destroy();Raderar semafor semaphore_decrement();Räknar ner (blockerar ej) Alla funktioner tar en parameter vilken är en pekare på ett semaphore objekt

Jonny Karlsson En tråd väntar på en annan En tråd kan vänta på en annan tråd med funktionen pthread_join(): pthread_t some_thread; void *exit_status; pthread_join(some_thread, &exit_status); Funktionen är ungefär samma som funktionen wait() vid inväntning av avslutning av barnprocesser. Funktionen pthread_join() har en viss instabiliet: Ifall tråden som man väntar på redan avslutats kan funktionen skapa ett felmeddelande i stället för att enbart direkt returnera.

Jonny Karlsson Övriga användbara trådhanteringsfunktioner pthread_yield()Informerar processhanteraren att tråden är villig att uppoffra en del av sin exekveringstid. Funktionen tar inga parametrar och kan bidra till att övringa trådar får mera exekveringstid. pthread_self()Returnerar innevarande tråds ID nummer. pthread_detatch()Informerar Kerneln om att trådens exit-status inte komer att behövas av någon efterföljande pthread_join() funktion. Detta ökar trådarnas prestanda.