Системное программирование в среде Windows

Для пробуждения ожидающих потоков даже в условиях отсутствия завершившихся операций иногда используют метод, суть которого заключается в предоставлении фиктивного значения ключа, например, –1. Ожидающие потоки должны проверять значения ключей, и эта методика может использоваться, например, для того, чтобы сигнализировать потоку о необходимости завершить работу.

Альтернативы портам завершенияввода/вывода

В главе 9 было показано, как использовать семафор для ограничения количества готовых к выполнению потоков, и этот же метод можно эффективно применять для регулирования пропускной способности в условиях, когда множество потоков соревнуются между собой за право владения ограниченными ресурсами.

Эту же методику мы могли бы применить и в серверах serverSK (программа 12.2) и serverNP (программа 11.3). Все, что для этого требуется — это организовать ожидание перехода семафора в сигнальное состояние после завершения запроса на чтение, выполнение этого запроса, создание ответа и освобождение семафора перед тем, как записать ответ. Такое решение гораздо проще того, которое реализовано в примере с портом завершения ввода/вывода, приведенном в следующем разделе. Единственная проблема состоит в том, что потоков может оказаться очень много, и для каждой из них требуется собственное стековое пространство, что приведет к большому расходу виртуальной памяти. Остроту этой проблемы можно несколько ослабить, тщательно распределяя необходимые объемы стекового пространства. Упражнение 14.6 включает в себя выполнение экспериментов с альтернативным решением подобного рода, а реализация соответствующего примера находится на Web-сайте.

Существует еще одна возможность, которую можно использовать при создании масштабируемых серверов. Выборка пакетов рабочих заготовок (work items) из очереди (см. главу 10) может осуществляться с использованием ограниченного количества потоков. Поступающие рабочие заготовки могут помещаться в очередь одной или несколькими главными потоками, как показано в программе 10.5.

Пример: сервер, использующий порты завершения ввода/вывода

Программа 14.4 представляет видоизмененный вариант программы serverNP (программа 11.3), в котором используются порты завершения ввода/вывода. Этот сервер создает небольшой пул серверных потоков и больший пул дескрипторов перекрывающихся каналов, а также ключей завершения, по одному для каждого дескриптора. Перекрывающиеся дескрипторы присоединяются к порту завершения, а затем вызывается функция ConnectNamedPipe. Серверные потоки ожидают сигналов завершения, связанных как с подключениями клиентов, так и с операциями чтения. Когда регистрируется операция чтения, обрабатывается соответствующий клиентский запрос, и результаты возвращаются без использования порта завершения. Вместо этого серверный поток ожидает наступления события после выполнения операции записи, причем младший бит дескриптора события в структуре OVERLAPPED устанавливается в 1.

В другом возможном варианте решения, отличающемся большей гибкостью, можно было бы закрывать дескриптор при каждом отсоединении клиента и создавать новый дескриптор для каждого нового подключения. Этот способ аналогичен тому, который использовался в случае сокетов в главе 12. Вместе с тем, имеется одна трудность, обусловленная невозможностью удаления дескрипторов из порта завершения, в результате чего использование короткоживущих дескрипторов подобного рода будет приводить к утечке ресурсов. 

Поскольку с большей частью кода вы уже знакомы по предыдущим примерам, она здесь не приводится.

Программа 14.4. serverCP: сервер, использующий порт завершения 

/* Глава 14. ServerCP. Многопоточный сервер.

   Версия на основе именованного канала, пример ПОРТА ЗАВЕРШЕНИЯ.

   Использование: Server [ИмяПользователя ИмяГруппы]. */

#include "EvryThng.h"

#include "ClntSrvr.h"

/* Здесь определяются сообщения запроса и ответа. */

typedef struct { /*Структуры, на которые указывают ключи портов завершения*/

 HANDLE hNp; /* и которые представляют еще не выполненные операции */

 REQUEST Req; /* ReadFile и ConnectNamedPipe. */

 DWORD Type; /* 0 – ConnectNamedPipe; 1 – ReadFile. */

 OVERLAPPED Ov;

} CP_KEY;

static CP_KEY Key[MAX_CLIENTS_CP]; /* Доступно всем потокам. */

/* … */

_tmain(int argc, LPTSTR argv[]) {