Объекты ядра Дескрипторы объектов ядра Создание и удаление объектов Свободное (signaled) и занятое (non-signaled) состояния События Мьютексы Семафоры Лекция. - презентация

1 Объекты ядра Дескрипторы объектов ядра Создание и удаление объектов Свободное (signaled) и занятое (non-signaled) состояния События Мьютексы Семафоры Лекция 16 Синхронизация потоков с помощью объектов ядра.

2 ОбъектОписание объекта ProcessПредставляет процесс. ThreadПредставляет поток. FileПредставляет открытый файл. FileMappingПредставляет отображаемый в память файл. PipeИспользуется для обмена данными между процессами. EventПредставляет объект синхронизации потоков, сигнализирующим о завершении операции. MutexПредставляет объект синхронизации потоков, который может использоваться несколькими процессами. SemaphoreИспользуется для учета ресурсов. Сигнализирует потоку о доступности ресурса на данный момент.

3 HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, // имя файла DWORD dwDesiredAccess, // GENERIC_READ, … DWORD dwShareMode, // FILE_SHARE_WRITE, … LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, //NULL – дескриптор файла не наследуется DWORD dwCreationDisposition, // OPEN_EXISTING DWORD dwFlagsAndAttributes, //FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN HANDLE hTemplateFile // Копирование аттрибутов шаблона ); Примеры функций, создающих объект ядра: SECURITY_ATTRIBUTES sa; sa.nLength = sizeof(sa); sa.lpSecuntyDescriptor = NULL; sa.bInheritHandle =- TRUE; //делаем возвращаемый //дескриптор наследуемым

4 BOOL CreateProcess( LPCTSTR lpApplicationName, // имя исполняемого модуля LPTSTR lpCommandLine, // командная строка LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes, //наследование дескриптора процесса LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, BOOL bInheritHandles, //наследование дескрипторов //объектов, открытых в родительском процессе DWORD dwCreationFlags, // флаги создания LPVOID lpEnvironment, // среда исполнения LPCTSTR lpCurrentDirectory, // текущая директория LPSTARTUPINFO lpStartupInfo, // вид окна LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation // информация о процессе);

5 HANDLE WINAPI CreateEvent( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, BOOL bManualReset,// SetEvent, ResetEvent BOOL bInitialState,//TRUE - открыт LPCTSTR lpName ); HANDLE CreateThread ( LPSECURITY_ATTRIBUTES SecurityAttributes, ULONG StackSize, SEC_THREAD_START StartFunction, PVOID ThreadParameter, ULONG CreationFlags, PULONG ThreadId ); DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID lpParameter // данные ); BOOL SetEvent( HANDLE hEvent );

6 HANDLE WINAPI CreateMutex( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, //NULL - дескриптор безопасности по умолчанию BOOL bInitialOwner, //FALSE (начальный владелец не определен) LPCTSTR lpName //NULL - создается без имени ); HANDLE WINAPI CreateSemaphore( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, LONG lInitialCount, //начальное значение счетчика LONG lMaximumCount, //максимальное значение LPCTSTR lpName );

7 Освобождение объекта: BOOL CloseHandle(HANDLE hОbj); DWORD WINAPI WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, //Дескриптор объекта DWORD dwMilliseconds // Время ожидания ); Возврат функции WaitForSingleObject происходит, когда объект находится в свободном состоянии (сигнальном состоянии) или когда истекает время ожидания: Перед возвратом функция WaitForSingleObject может менять состояние ожидаемого объекта (увеличивает счетчик семафора, переводит событие и мьютекс в занятое состояние):

8 // > cl /MT /D "_X86_" ev2.c #include HANDLE hEvent1,hEvent2; char sh[6]; void Thread( void* p); int main( void ){ hEvent1=CreateEvent(NULL,FALSE,TRUE,NULL); hEvent2=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL); _beginthread( Thread, 0, NULL ); while( 1 ){ WaitForSingleObject(hEvent1, INFINITE); printf("%s\n",sh); SetEvent(hEvent2); } return 0; }

9 void Thread( void* pParams ) { int counter = 0; while ( 1 ){ WaitForSingleObject(hEvent2, INFINITE); if(counter%2){ sh[0]='H';sh[1]='e';sh[2]='l';sh[3]='l';sh[4]='o';sh[5]='\0'; } else{ sh[0]='B';sh[1]='y';sh[2]='e';sh[3]='_';sh[4]='u';sh[5]='\0'; } SetEvent(hEvent1); counter++; }

10 // > cl /MT /D "_X86_" mu2.c #include HANDLE hMutex; char sh[6]; void Thread( void* pParams ); int main( void ) { hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); _beginthread( Thread, 0, NULL ); while( 1 ){ WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);//захват printf("%s\n",sh); ReleaseMutex(hMutex);//освобождение } return 0; }

11 void Thread( void* pParams ){ int counter = 0; while ( 1 ){ WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);//захват мьютекса if(counter%2){ sh[0]='H';sh[1]='e';sh[2]='l';sh[3]='l';sh[4]='o';sh[5]='\0'; } else{ sh[0]='B';sh[1]='y';sh[2]='e';sh[3]='_';sh[4]='u';sh[5]='\0'; } ReleaseMutex(hMutex); //освобождение мьютекса counter++; }

12 // > cl /MT /D "_X86_" se2.c #include HANDLE hSemaphore; char sh[6]; void Thread( void* pParams ); int main( void ) { hSemaphore=CreateSemaphore(NULL,1,1,NULL); _beginthread( Thread, 0, NULL ); while( 1 ){ WaitForSingleObject(hSemaphore, INFINITE); printf("%s\n",sh); ReleaseSemaphore(hSemaphore,1,NULL); } return 0; }

13 void Thread( void* pParams ){ int counter = 0; while ( 1 ){ WaitForSingleObject(hSemaphore, INFINITE); if(counter%2){ sh[0]='H';sh[1]='e';sh[2]='l';sh[3]='l';sh[4]='o';sh[5]='\0'; } else{ sh[0]='B';sh[1]='y';sh[2]='e';sh[3]='_';sh[4]='u';sh[5]='\0'; } ReleaseSemaphore(hSemaphore,1,NULL); counter++; }

14 Упражнение1: протестировать события, мьютексы и семафоры при синхронизации потоков одного процесса. Упражнение2: синхронизируйте доступ к разделяемой разными процессами переменной (упражнение 2, лекция 9).