Zahn - Unix-Netzwerkprogramminerung mit Threads, Sockets und SSL

130 3 Programmieren mit POSIX-Threads
als erstes ihre Bedingung neu auswerten. Die Umkehrrichtung ist dagegen
nicht richtig: Ein Broadcast kann nicht in jedem Fall durch einen Aufruf von
pthread_cond_signal() ersetzt werden.
Anders als beim Warten auf eine Bedingungsvariable muß ein Thread, der
eine Bedingungsvariable signalisiert, zu diesem Zeitpunkt nicht in seinem kritischen
Bereich sein. D. h. der signalisierende Thread muß den Mutex, den
die wartenden Threads mit der Bedingungsvariable assoziiert haben, beim
Aufruf von pthread_cond_broadcast() bzw. pthread_cond_signal() nicht
gesperrt haben.
Übrigens steht die in diesem Abschnitt verwendete Terminologie signalisieren
in keinem Zusammenhang mit dem in Abschnitt 2.4 eingeführten Signal-
Konzept für Unix-Prozesse. Was in Pthreads-Programmen zu beachten ist,
wenn im Rahmen der System- und Netzwerkprogrammierung Unix-Signale
ins Spiel kommen, diskutieren wir in Abschnitt 3.3.3.
Mutexe und Bedingungsvariablen einsetzen
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Wir nutzen nun die Möglichkeiten der Bedingungsvariablen, um eine finale
Version unseres Erzeuger-/Verbraucher-Programms zu erstellen. Die neue Variante
aus den Beispielen 3.6 und 3.7 arbeitet mit einem Erzeuger-Thread und
zwei Verbraucher-Threads.
Die gemeinsame Datenstruktur wurde nochmals um zwei Komponenten vom
Typ pthread_cond_t erweitert. Die Bedingungsvariable add wird vom Programm
eingesetzt, um auf neue Elemente im Datenpuffer zu warten bzw. diese
zu signalisieren. Die zweite Bedingungsvariable rem hat die Aufgabe, die Entnahme
von Elementen aus dem Puffer zu kommunizieren.
Nachdem ein Verbraucher innerhalb der Endlosschleife seinen kritischen Bereich
betreten hat, prüft er als erstes in einer Schleife, ob im gemeinsamen
Datenpuffer Elemente zur Verarbeitung bereit stehen. Sollte der Puffer leer
sein, so wartet der Verbraucher-Thread auf frische Ware. Er setzt dazu die Bedingungsvariable
data.add ein, über die vom Erzeuger neue Elemente im Puffer
angezeigt werden. Gleichzeitig mit dem Aufruf von pthread_cond_wait()
verläßt der Thread implizit seinen kritischen Bereich und gibt den schützenden
Mutex data.mutex frei. Sobald der Verbraucher-Thread wieder erwacht
und aus der pthread_cond_wait()-Funktion zurückkehrt, ist er wieder im
Besitz des Mutex’ und befindet sich damit wieder in seinem kritischen Bereich.
Durch die Schleife wird als erstes erneut die Bedingung liegen Daten
”
im Puffer bereit“ geprüft und nur bei entsprechendem Ausgang verläßt der
Thread die Schleife und fährt mit der weiteren Verarbeitung der Daten fort.