Методические рекомендации. Тема 3.4 Средства синхронизации потоков

Тема 3.4 Средства синхронизации потоков

Синхронизация потоков. Способы синхронизации потоков. Семафоры и мьютексы

При выполнении нескольких потоков во многих случаях необходимо синхронизировать их взаимодействие. Существует несколько способов синхронизации потоков:

- взаимные исключения – мьютексы (Mutex –MUTial EXclusion);

- переменные состояния;

- семафоры.

Механизм использования переменных состояния и семафоров в многопоточных приложениях аналогичен механизму использования этих методов синхронизации в многопроцессных приложениях.

Механизм мьютексов представляет общий метод синхронизации выполнения потоков. Мьютекс можно определить как объект синхронизации, который устанавливается в особое сигнальное состояние, когда не занят каким-либо потоком. В любой момент мьютексом может владеть только один поток.

Использование мьютексов гарантирует, что только один поток в некоторый момент времени выполняет критическую секцию кода. Мьютексы можно использовать и в однопоточном коде.

Доступны следующие действия с мьютексом: инициализация, удаление, захват или открытие, попытка захвата.

Объекты синхронизации потоков являются переменными в памяти процесса и обладают живучестью объектов процесса. Потоки в различных процессах могут связаться друг с другом через объекты синхронизации, помещенные в разделяемую память потоков, даже в случае, когда потоки в различных процессах невидимы друг для друга.

Объекты синхронизации можно также разместить в файлах, где они будут существовать независимо от создавшего их процесса.

Необходимость в синхронизации потоков возникает в следующих случаях:

- если синхронизация – это единственный способ гарантировать последовательность разделяемых (общих) данных;

- если потоки в двух или более процессах могут использовать единственный объект синхронизации совместно. При этом объект синхронизации должен инициализироваться только одним из взаимодействующих процессов, потому что повторная инициализация объекта синхронизации устанавливает его в открытое состояние;

- если синхронизация может гарантировать достоверность изменяющихся данных;

- если процесс может отобразить файл и существует поток в этом процессе, который получает уникальный доступ к записям. Как только установлена блокировка, любой другой поток в любом процессе, отображающем файл, который пытается установить блокировку, блокируется, пока запись в файл не будет закончена.

Литература [2]

Вопросы для самоконтроля

1 Перечислите способы синхронизации потоков

2 В каких случаях возникает необходимость в синхронизации потоков?

Дата добавления: 2015-06-26