Полезное для программистов:

Фриланс
Новости
Статьи
   
Рубрики:


Синхронизация потоков по .NETовски

Поиск:
Синхронизация потоков по .NETовски

Есть один стандартный пример о синхронизации потоков, используемый во многих книжках - задача о производителе и потребителе (Producer и Consumer). Первый чего-нибудь производит, второй потребляет. Поскольку оба по жизни люди независимые, то и описываются они двумя различными тредами.

Основная проблема в том, что оба имеют дело с одним и тем же объектом - продуктом. Ели мы запустим 2 треда, н заботясь о синхронизации, то столкнемся с ситуацией когда потребитель попытается пользоваться товаром, который еще не произведен (в реале он повернется и уйдет, а у нас будет брошен нехороший иксепшн); или находится в процессе производства ( такое вообще представить трудно в жизни, в программе же баг такой можно долго ловить).

В жизни таких плохих вещей не происходит потому, что производитель дает понять потребителю что товар произведен и его можно покупать / потреблять. Например, рекламой по телевизору... каждые 15 минут...

В .NET / Java дело происходит точно так же. Рассмотрим пример с производителем пива, и потребителем, который не хочет пить менее 10 ящиков пива за раз и требует чтобы пиво было подано в том порядке, в каком оно было произведено.

Как решить проблему?
Естественно, нужно использовать Queue, хранящую ящики пива. Вопрос в том, как избавиться от двух нехороших вещей - потребителя, получающего пустую Queue или неполную Queue?

Вместо длинного размусоливания и подведения к логическому концу, приведу сразу решение :

Код

namespace Locks
{
class MainClass
{
 private Queue beer;
 private bool isBeerReady;

 public MainClass()
 {
  Console.WriteLine("************Start************");
  beer = new Queue(15);
  Thread producer = new Thread(new ThreadStart(Producer));
  Thread consumer = new Thread(new ThreadStart(Consumer));
  Random random = new Random();
  if (random.NextDouble() < 0.5)
  {
   producer.Start();
   consumer.Start();
   Console.WriteLine("Produсer makes, consumer waits");
  }
  else
  {
   consumer.Start();
   producer.Start();
   Console.WriteLine("Consumer waits, produсer makes");
  }
  Console.WriteLine("*************End*************");
 }

 [STAThread]
 static void Main(string[] args)
 {
  new MainClass();
 }

 public void Producer()
 {
  lock(beer.SyncRoot)
  {
   for (int i = 0; i < 10; i++)
   {
    Thread.Sleep(5);
    beer.Enqueue(i);
   }
   isBeerReady = true;
   Monitor.PulseAll(beer.SyncRoot);
   Console.WriteLine("Producer produced " + beer.Count + " packs of beer");
  }
 }

 public void Consumer()
 {
  lock(beer.SyncRoot)
  {
   while (! isBeerReady)
    Monitor.Wait(beer.SyncRoot);
   for (int i = 0; i < 10; i++)
   {
    Thread.Sleep(5);
    Console.WriteLine("Consumer is drinking " + beer.Dequeue() + "th pack of beer");
   }
  }
  Console.WriteLine("Consumer is good, very good.");
 }
}
}


Ну во-первых мы считаем, что для того, чтобы поизвести / выпить ящик пива требуется 5 мс.
Далее пойдем по решению.
В конструкторе создается 2 треда. Далее эти треды запускаются в случайном порядке.

Что делает Производитель.
1. Заходит в метод Producer.
2. Пытается забрать объект SyncRoot у beer. Тут возможны 2 ситуации:

2.а. Этот объект свободен (Потребитель еще не начал выполнять свой метод). Тогда Производитель забирает лок и блокирует Потребителю вход в Блок 2.
2.б. Этот объект занят (отобран Потребителем). Производитель ждет снаружи Блока 1.

Далее продолжаем оба варианта по отдельности, начинаем с 2.а.
--3.а. Производитель начинает производить пиво. Если теперь Потребитель попытается войти в Блок 2, он вынужден будет ждать снаружи, т.к. у него нет лока SyncRoot .

4.а. Производитель производит пиво, меняет флаг isBeerReady и вызывает Мonitor.PulseAll() (оба ничего в данном случае не делают), и высвобождает лок.

5.а. Истомленный жаждой Потребитель наконец получает лок, пропускает цикл и выпивает все.

--- 3.б. А что если первым лок получил Потребитель? С тредами ничего заранее не известно, даже если бы я не использовал рандом а четко указал какой тред запускается первым, все равно неизвестно как бы легла рука планировщика и какой бы слайс времени она бы отрезала каждому из тредов.
Итак, Потребитель получает лок. Но isBeerReady == false и Потребитель попадает в бесконечный цикл. А лок-то у него, и потому Производитель так бы и остался навечно ждатЬ доступа к локу, если бы не Monitor.Wait. Этот метод заставляет Потребителя отпустить лок и остановиться.

4.б. Теперь Производитель получает доступ к Блоку 1 и производит пиво. Перед самым завершением работы он уведомляет всех ждущих на объекте SyncRoot (то есть Потребителя) что усе готово - методом Monitor.PulseAll.

5. б. Потребитель просыпается и спокойно потребляет пиво.
Автор: Domestic Cat
Сайт: http://java.sun.com






Просмотров: 3416

 

 

Новые статьи:


Популярные:
  1. Как сделать цикличным проигрывание MIDI-файла?
  2. Создание AVI файла из рисунков
  3. Как устройство "отключить в данной конфигурации"?
  4. Kто в данный момент присоединен через Сеть?
  5. Как узнать количество доступной памяти?
  6. Как реализовать в RichEdit разноцветный текст?
  7. Как скрыть свое приложение от ProcessViewer
  8. Как программно нажать/скрыть/показ кнопку "Start"?
  9. Модуль работы с ресурсами в PE файлах
10. Функции вызова диалоговых окон выбора
11. Проверка граматики средствами Word'а из Delphi.
12. Модуль для упрощенного вызова сообщений
13. Функции для записи и чтение своих данных в, ЕХЕ- файле
14. Рекурсивный просмотр директорий
15. Network Traffic Monitor
16. Разные модули
17. Универсальная функция для обращения к любым экспортируем функциям DLL
18. Библиотека от VladS
19. Протектор для UPX'а
20. Еще об ICQ, сообщения по контакт листу?
21. Использование открытых интерфейсов
22. Теория и практика использования RTTI
23. Работа с TApplication
24. Примеры использования Drag and Drop для различных визуальных компонентов
25. Что такое порт? Правила для работы с портами
26. Симфония на клавиатуре
27. Загрузка DLL
28. Исправление автоинкремента
29. Взаимодействие с чужими окнами
30. Проверить дубляжи в столбце


 

 

 
 
На главную