входной

файл

входной

файл

файл

считывающий поток О -

входной

10 -

11 -

12 -

13 -

14 -

15 -

16 -

17

18

19

20

21 -22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

записывающий поток

)> read О

уведомление записывающего потока

буфер

> read ()

уведомление

записывающего

потока

write

буфер

уведомление считывающего потока

> readO

уведомление

записывающего

потока

write

буфер

уведомление считывающего потока

> read О

уведомление

записывающего

потока

write () <

уведомление считывающего потока

время

Рис. 10.15. Процесс с двойной буферизацией

- 9 -10 -11 -12

-14 -15 -16

-28 -29

-30 -31

-32 -33

время

выходной файл

выходной

файл

выходной файл

устройствами типа накопителей на магнитной ленте, которые функционируют быстрее, если данные записываются с максимально возможной скоростью (это называется потоковым режимом - streaming mode).

Интересно, что задача с двойной буферизацией представляет собой лишь частный случай общей задачи производителей и потребителей.

Изменим нашу программу так, чтобы использовать несколько буферов. Начнем с решения из листинга 10.11, в котором использовались размещаемые в памяти семафоры. Мы получим даже не двойную буферизацию, а работу с произвольным числом буферов (задается NBUFF). В листинге 10.18 даны глобальные переменные и функция main.

Листинг 10.18. Глобальные переменные и функция main

pxsem/mycat2.c

1 finclude unpipc.h

2 fdefine NBUFF 8

3 struct { /* общие данные */

4 struct {

5 char data[BUFFSIZE]: /* буфер */

6 ssize t n; /* объем буфера */

7 } buff[NBUFF]: /* количество буферов */

8 sem t mutex, nempty. nstored; /* семафоры, a не указатели */

9 } shared;

10 int fd: /* входной файл, копируемый в стандартный поток вывода */

11 void *produce(void *), *consuiTie(void *):

12 int

13 maindnt argc, char **argv)

14 {

15 pthread t tid produce, tid consume;

16 if (argc !- 2)

17 err quit( usage: mycat2 <pathname> );

18 fd - Open(argv[l], 0 RDONLY);

19 /* инициализация трех семафоров */

20 Sem init(&shared.mutex. 0, 1);

21 Sem init(&shared.nempty. 0, NBUFF);

22 Sem init(&shared.nstored. 0. 0):

23 /* один производитель, один потребитель */

24 Set concurrency(2):

25 Pthread create(&tid produce. NULL, produce, NULL): /* reader thread */

26 Pthread create(&tid consume. NULL, consume. NULL): /* writer thread */

27 PthreadJoin(tid produce. NULL):

28 Pthread join(tid consume, NULL);

29 Sem destroy(&shared.mutex):

30 . Sem destroy(&shared.nempty):

31 Sem destroy(&shared.nstored):

32 exit(O):

33 }

Объявление нескольких буферов

2-9 Структура shared содержит массив структур buff, которые состоят из буфера и его счетчика. Мы создаем NBUFF таких буферов.

Открытие входного файла

18 Аргумент командной строки интерпретируется как имя файла, который копируется в стандартный поток вывода.

В листинге 10.19 приведен текст функций produce и consume.

Листинг 10.19. Функции produce и consume

pxsem/mycat2.c

34 void *

35 produce(void *arg)

36 {

37 int i:

38 for (i - 0; ; ) {

39 Sem wait(&shared.nempty); /* Ожидание освобождения места в буфере */

40 Sem wait(&shared.mutex):

41 /* критическая область */

42 Sem post(&shared.mutex);

43 shared.buff[i].n - Read(fd, shared.buff[i].data. BUFFSIZE);

44 if (shared.buff[i].n - 0) {

45 Sem post(&shared.nstored); /* еще один объект */

46 return(NULL);

47 }

48 if (++i >= NBUFF)

49 i = 0; /* кольцевой буфер */

50 Sem post(&shared.nstored); /* еще один объект */

51 }

52 }

53 void *

54 consume(void *arg)

55 {

56 int i;

57 for (i - 0; ; ) {

58 Sem wait(&shared.nstored): /* ожидание появления объекта для обработки */

59 Sem wait(&shared.mutex):

60 /* критическая область */

61 Sem post(&shared.mutex);

62 if (shared.buff[i].n == 0)

63 return(NULL);

64 Write(STDOUT FILENO. shared.buff[i].data, shared.buff[i].n);

65 if (++i > N8UFF)

66 i - 0: /* кольцевой буфер */ продолжение ё>-