QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

  pthread_rwlock_rdlock(&loc);

  for (list::iterator i = begin; i != end; i++, n++)

   if (*i == e) {

    delay(READ_DELAY);

    break;

   }

  pthread_rwlock_unlock(&loc);

  if (n == size) n = -1;

  return n;

 }

} data;

А теперь пришло время сравнить варианты:

# nice -n-19 sy10 500 .2

evaluation time: 1.2296 sec.

# nice -n-19 sy11 500 .2

evaluation time: 1.24973 sec.

# nice -n-19 sy12 500 .2

evaluation time: 0.440904 sec.

При «жесткой» блокировке мы не получаем никакого выигрыша за счет параллельного выполнения запросов к данным, а при использовании блокировки чтения/записи — 3-кратный выигрыш. Проделаем то же самое, но в условиях гораздо меньшей интенсивности обновления данных относительно общего потока запросов:

# nice -n-19 sy10 500 .02

evaluation time 0.989699 sec.

# nice -n-19 sy11 500 .02

evaluation time 0.98391 sec.

# nice -n-19 sy12 500 .02

evaluation time 0.0863443 sec.

Выигрыш становится более чем 10-кратным.

Показанные примеры ( sy10.cc, sy11.cc, sy12.cc) в высшей степени условны: картина происходящего будет существенно другой при замене пассивного ожидания ( delay) на активные процессорные операции над данными, но общие тенденции сохраняются.

Спинлок

Спинлок, или «крутящаяся» блокировка, предназначен исключительно для применения в системах SMP (Symmetrical Multi-Processing), то есть в многопроцессорных системах. Поведение спинлока практически идентично классическому мьютексу, за единственным исключением — ожидающий поток не блокируется и не вытесняется. Не забывайте, речь идет о многопроцессорной системе! Основным назначением спинлока является задержка выполнения обработчиков прерываний, и предназначены они для исключения временных потерь, связанных с переключением контекстов.

Функции работы с «крутящейся» блокировкой объявлены в заголовочном файле <рthread.h>. Самих функций немного, и они имеют минимальные возможности по настройке. Спинлок не поддерживает тайм-ауты. Появление этого элемента синхронизации в QNX Neutrino связано с требованиями стандарта POSIX 1003.1j (draft).

Операции со спинлоком

Инициализация и разрушение спинлока

int pthread_spin_init(pthread_spinlock_t* spinner, int pshared);

Функция инициализирует объект синхронизации спинлока блокировки, на который указывает аргумент spinner, и устанавливает для него параметр доступа из других процессов в соответствии со значением переменной pshared. Эта переменная может принимать следующие значения:

•  PTHREAD_PROCESS_SHARED— с объектом спинлок может оперировать поток любого процесса, имеющего доступ к памяти, в которой распределен объект спинлок;

•  PTHREAD_PROCESS_PRIVATE— доступ к объекту синхронизации возможен только для потоков процесса, из адресного пространства которого была распределена память объекта синхронизации.

В случае успешного завершения функция возвращает нулевое значение, в противном случае — один из следующих кодов ошибок:

AGAIN— системе не хватает ресурсов для инициализации блокировки;

EBUSY— объект крутящейся блокировки, на который указывает spinner, уже инициирован;

EINVAL— некорректный объект spinner;

ENOMEM— система не имеет достаточного количества свободной памяти для создания нового объекта.

int pthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t* spinner);

Функция деинициализирует объект крутящейся блокировки. После деинициализации для последующего применения объекта он должен быть вновь инициализирован. Обратите внимание, результат функции не определен, если поток в данный момент крутится на блокировке, на которую указывает spinner, либо если объект spinnerне был инициализирован.

Возвращаемые значения:

EOK— успешное выполнение;

EBUSY— блокировка используется другим потоком и не может быть разрушена;

EINVAL— некорректный объект spinner.

Захват и освобождение спинлока

int pthread_spin_lock(pthread_spinlock_t* spinner);

int pthread_spin_trylock(pthread_spinlock_t* spinner);