Объектов синхронизации.

Синхронизация.

Впервые появилась в W32. Синхронизация – это средство, позволяющее реализовать вытесняющую многозадачность, то есть реализовать переключение программ в любой момент времени. Синхронизация может выполняться в пользовательском режиме: критические секции и функции Interlocked.

В режиме ядра для синхронизации используются следующие объекты: события, семафоры, мьютексы.

В Windows 2000 появился новый объект – ожидающий таймер.

Cинхронизация может выполняться с помощью таких объектов ядра, как процессы, потоки, задания, файлы. Оповещение об изменениях файловой системы, CON ввод/вывод. Синхронизация используется для единоличного доступа к ресурсам и для оповещения о каких-либо событиях, например, когда необходима синхронизация – это работа с базой данных. В тот момент когда происходит запись, то другие операции должны быть заблокированы.

Пример, для оповещения событий. Процесс состоит из двух потоков.

Поток 1 считывает данные с файда, поток 2 выводит на экран. Естественно поток 2 ожидает выполнение потока 1.

Синхронизация потоков без использования

Пусть есть 2 потока. Поток 1 синхронизирует себя завершением какой-либо задачи в другом потоке, постоянно просматривая значения некоторой переменной, доступной из обоих потоков.

нет

да

Существуют проблемы.

1. Первый поток никогда не впадает в «спячку». Он тратит время процессора на проверки.

2. Булева переменная f никогда не примет значения true.

Вывод: синхронизация необходима.

Синхронизация потоков.

1. Объекты синхронизации могут находится в двух состояниях.

1) signaled – свободен

2) non-signaled – занят

2. Если состояние свободное, то работа потока разрешена, если в занятом, то запрещена. Для созда-ния объектов синхронизации используются функции типа

CreateMutex(…) (тот кто открывает, тот и закрывает, нет счётчика),

CreateSemaphore(…) (есть счётчик),

CreateEvent(…).

Они возвращают дескриптор (указатель) на созданный объект.

3. Для перехода объектов синхронизации в свободное состояние используются функции типа

ReleaseMutex(…),

ReleaseSemaphore(…),

ReleaseEvent(…).

4. Для ожидания освобождения события используются функции

WaitForSingleObject(…) – ожидает освобождение какого-либо одного объекта. В качестве пара-метров передаётся дескриптор объекта, время ожидания.

WaitForMultipleObject(…) – ожидает освобождения нескольких объектов. В качестве параметров выступают указатель на массив дескрипторов, количество ожидаемых объектов, время ожидания и тип ожидания (все объекты или хотя бы один объект).

Пример. Пусть имеется база данных, к которой по сети обращаются несколько пользователей. Для обслуживания запроса каждого пользователя создаётся отдельный поток. В созданном потоке надо организовать единоличный доступ к записям базы данных.

CreateMutex(…);

WaitForSingleObject(…);

ОС анализирует, в каком состоянии находится объект синхронизации. Если объект синхронизации находится в состоянии non-signaled, то ОС прекращает выполнение этого потока.

// Обработка базы данных.

Если объект занят, то обработка не будет происходить.

ReleaseMutex(…)

Если объект находится в свободном состоянии, то функция WaitForSingleObject(…) переводит его в занятое состояние, то есть никакой другой поток не может получить доступ к данным.