Книга: UNIX: разработка сетевых приложений

Пример: функция readline, использующая собственные данные потока

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.

Листинг 26.5. Первая часть функции readline, безопасной в многопоточной среде

//threads/readline.c
 1 #include "unpthread.h"
 2 static pthread_key_t rl_key;
 3 static pthread_once_t rl_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
 4 static void
 5 readline_destructor(void *ptr)
 6 {
 7  free(ptr);
 8 }
9 static void
10 readline_once(void)
11 {
12  Pthread_key_create(&rl_key, readline_destructor);
13 }
14 typedef struct {
15  int rl_cnt;      /* инициализируется нулем */
16  char *rl_bufptr; /* инициализируется значением rl_buf */
17  char rl_buf[MAXLINE];
18 } Rline;

4-8 Наша функция-деструктор просто освобождает всю память, которая была выделена для данного потока.

9-13 Мы увидим, что наша «одноразовая» (то есть вызываемая только один раз) функция вызывается однократно из функции pthread_once и создает ключ, который затем используется в функции readline.

14-18 Наша структура Rline содержит три переменные, которые, будучи объявленными как статические (static) в листинге 3.12, привели к возникновению описанных далее проблем. Такая структура динамически выделяется в памяти для каждого потока, а по завершении выполнения этого потока она освобождается функцией-деструктором.

В листинге 26.6 показана сама функция readline, а также функция my_read, которую она вызывает. Этот листинг является модификацией листинга 3.12.

Листинг 26.6. Вторая часть функции readline, безопасной в многопоточной среде

//threads/readline.c
19 static ssize_t
20 my_read(Rline *tsd, int fd, char *ptr)
21 {
22  if (tsd->rl_cnt <= 0) {
23 again:
24   if ((tsd->rl_cnt = read(fd, tsd->rl_buf, MAXLINE)) < 0) {
25    if (errno == EINTR)
26     goto again;
27    return (-1);
28   } else if (tsd->rl_cnt == 0)
29    return (0);
30   tsd->rl_bufptr = tsd->rl_buf;
31  }
32  tsd->rl_cnt--;
33  *ptr = *tsd->rl_bufptr++;
34  return (1);
35 }
36 ssize_t
37 readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)
38 {
39  int n, rc;
40  char c, *ptr;
41  Rline *tsd;
42  Pthread_once(&rl_once, readline_once);
43  if ((tsd = pthread_getspecific(rl_key)) == NULL) {
44   tsd = Calloc(1, sizeof(Rline)); /* инициализируется нулем */
45   Pthread_setspecifiс(rl_key, tsd);
46  }
47  ptr = vptr;
48  for (n = 1; n < maxlen; n++) {
49   if ((rc = my_read(tsd, fd, &c)) == 1) {
50    *ptr++ = c;
51    if (c == 'n')
52     break;
53   } else if (rc == 0) {
54    *ptr = 0;
55    return (n-1); /* EOF, данные не были считаны */
56   } else
57    return (-1); /* ошибка, errno устанавливается функцией read() */
58   }
59  *ptr = 0;
60  return (n);
61 }

19-35 Первым аргументом функции теперь является указатель на структуру Rline, которая была размещена в памяти для данного потока (и содержит собственные данные этого потока).

42 Сначала мы вызываем функцию pthread_once, так чтобы первый поток, вызывающий функцию readline в этом процессе, вызвал бы функцию readline_once для создания ключа собственных данных потока.

43-46 Функция pthread_getspecific возвращает указатель на структуру Rline для данного потока. Но если это первый вызов функции readline данным потоком, то возвращаемым значением будет пустой указатель. В таком случае мы выделяем в памяти место для структуры Rline, а элемент rl_cnt этой структуры инициализируется нулем с помощью функции calloc. Затем мы записываем этот указатель для данного потока, вызывая функцию pthread_setspecific. Когда этот поток вызовет функцию readline в следующий раз, функция pthread_getspecific возвратит этот указатель, который был только что записан.

Оглавление книги