Иногда потоку нужно получить доступ сразу к двум или более разделяемым ресурсам, каждый из которых управляется отдельным мьютексом. Если один и тот же набор мьютексов закрывается несколькими потоками, может произойти взаимное блокирование. Пример такой ситуации показан на рис. 30.3, где каждый поток успешно закрывает по одному мьютексу, после чего пытает закрыть мьютекс, которым уже владеет другой поток. В итоге оба потока навсегда остаются заблокированными.
Рис. 30.3.
Самый простой способ избежать подобного взаимного блокирования заключается в определении иерархии мьютексов. Если потоки могут закрыть один и тот же набор мьютексов, они всегда должны делать это в одном и том же порядке. Например, в сценарии, описанном на рис. 30.3, взаимного блокирования можно было бы избежать, если бы оба потока всегда закрывали сначала первый мьютекс, а потом второй. Иногда иерархия мьютексов является логически очевидной. Но если это не так, вы можете установить произвольный порядок, которому должны следовать все потоки.
Существует и другая, менее популярная стратегия, которую вкратце можно описать как «попробуй, а затем отойди». Согласно ей поток закрывает первый мьютекс с помощью функции pthread_mutex_lock(), после чего использует функцию pthread_mutex_trylock() для закрытия оставшихся мьютексов. Если хотя бы один вызов pthread_mutex_trylock() завершается ошибкой (EBUSY), поток освобождает все мьютексы и затем пытается повторить те же действия — возможно, после некоторой задержки. Данный подход является менее эффективным по сравнению с иерархией, поскольку для него может потребоваться несколько итераций. С другой стороны, он может оказаться более гибким ввиду отсутствия жесткой иерархии мьютексов. Пример этой стратегии показан в [Butenhof, 1996].
30.1.5. Динамическая инициализация мьютексов
Статическое значение PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER можно использовать только для инициализации мьютексов, статически выделенных атрибутами по умолчанию. Во всех других случаях следует применять динамическую инициализацию с помощью функции pthread_mutex_init().
#include
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *
const pthread_mutexattr_t *
Возвращает 0 при успешном выполнении или положительное число, если случилась ошибка
Аргумент mutex обозначает мьютекс, который должен быть инициализирован. Аргумент attr — это указатель на объект pthread_mutexattr_t, предварительно инициализированный подходящими аргументами (мы вернемся к атрибутам мьютекса в следующем разделе). Если указать аргументу attr значение NULL, мьютексу будут назначены различные атрибуты по умолчанию.
В стандарте SUSv3 сказано, что инициализация уже инициализированного мьютекса приводит к непредсказуемым последствиям; этого не следует делать.
Ниже представлены некоторые из случаев, когда вместо статического инициализатора нужно использовать функцию pthread_mutex_init().
• Мьютекс был динамически выделен в куче. Представьте, к примеру, что мы создали динамически выделенный связный список структур и каждая из них содержит поле pthread_mutex_t с мьютексом, который защищает доступ к этой структуре.
• Мьютекс является автоматической переменной, выделенной в стеке.
• Мы хотим инициализировать статически выделенный мьютекс нестандартными атрибутами.
Когда мьютекс, выделенный автоматически или динамически, больше не нужен, его следует уничтожить с помощью функции pthread_mutex_destroy() (для мьютексов, инициализированных статически с использованием значения PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, ее можно не вызывать).
#include
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *
Возвращает 0 при успешном завершении или положительное число, если произошла ошибка
Безопасное уничтожение мьютекса возможно, только когда он находится в открытом состоянии и нет ни одного потока, который бы впоследствии планировал его закрыть. Если мьютекс находится на участке динамически выделяемой памяти, его нужно уничтожить до того, как он освободит этот участок. Автоматически выделенный мьютекс нужно уничтожать до возврата функции, в которой он выполняется.
Мьютекс, уничтоженный с помощью функции pthread_mutex_destroy(), в дальнейшем можно будет повторно инициализировать, используя функцию pthread_mutex_init().
30.1.6. Атрибуты мьютексов
Как уже отмечалось ранее, аргумент attr функции pthread_mutex_init() можно применять для задания объекта pthread_mutexattr_t, который определяет атрибуты мьютекса. Различные функции из состава библиотеки Pthreads способны извлекать и записывать атрибуты, используя этот объект. Мы не станем вдаваться в подробности относительно всех атрибутов мьютекса или показывать прототипы функций, которые позволяют их инициализировать внутри объекта pthread_mutexattr_t. Но на одном атрибуте, описывающем тип мьютекса, мы все же остановимся.
