Zahn - Unix-Netzwerkprogramminerung mit Threads, Sockets und SSL

A.2 Barrieren mit POSIX-Threads 417
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gibt die Anzahl der Threads an, die diese Barriere pro Durchlauf erreichen
müssen, bevor die Sperre überwunden werden kann. threshold wird dazu
einmalig über barrier_init() initialisiert und bleibt danach konstant. Die
counter-Variable gibt Auskunft darüber, wieviele Threads die Barriere aktuell
noch erreichen müssen, bevor alle wartenden Threads die Barriere wieder
verlassen dürfen. Die Variable cycle stellt schließlich die eigentliche Bedingung
dar, die von den beteiligten Threads ausgewertet wird. Wie wir in Beispiel
A.2 noch sehen werden, wird cycle genau dann um eins inkrementiert,
wenn die geforderte Anzahl von Threads die Barriere erreicht hat. 9 Die beteiligten
Threads verharren also in der Barriere, bis sich der Wert von cycle
verändert hat.
Die Konstante BARRIER_SERIAL_THREAD dient der Auszeichnung eines einzigen,
zufällig ausgewählten Threads nach der Rückkehr aus der Funktion
barrier_wait() (siehe unten).
Im Anschluß folgen die Prototypen der drei Funktionen barrier_init(),
barrier_destroy() und barrier_wait().
Der barrier_init()-Funktion wird die Adresse einer (noch nicht initialisierten)
barrier_t-Struktur sowie die Anzahl der mittels dieser Barriere zu synchronisierenden
Threads übergeben. Die Funktion initialisiert die einzelnen
Komponenten der Datenstruktur (Mutex, Bedingungsvariable, Zähler).
Die Funktion barrier_destroy() verwirft die zuvor mittels barrier_init()
initialisierten Komponenten mutex und cv der übergebenen Datenstruktur.
Eine Barriere sollte genau dann entsorgt werden, wenn sie in Zukunft nicht
mehr zur Synchronisation eingesetzt wird.
Die barrier_wait()-Funktion blockiert den aufrufenden Thread so lange,
bis die in der übergebenen barrier_t-Datenstruktur festgelegte Anzahl
von Threads die Barriere erreicht hat. Hat die geforderte Anzahl von
Threads die referenzierte Barriere erreicht, so kehrt der barrier_wait()-
Aufruf zurück. Ein (zufällig ausgewählter) Thread erhält dabei den Rückgabewert
BARRIER_SERIAL_THREAD, alle anderen Threads den Wert 0. Im Fehlerfall
liefert barrier_wait() stattdessen einen der Fehlerursache entsprechenden
Fehlercode zurück.
In Beispiel A.1 ist die Implementierung der drei zuvor beschriebenen Barrieren-
Funktionen barrier_init(), barrier_destroy() und barrier_wait() zu
sehen:
9 Zunächst würde man erwarten, daß die auszuwertende Bedingung counter == 0
lautet. Dies erweist sich bei der Implementierung jedoch als unpraktisch, da
der Zähler sofort nach dem Eintreffen des letzten Threads (und noch bevor der
erste Thread die Barriere verlassen darf) wieder auf den ursprünglichen Wert
threshold gesetzt werden muß. Andernfalls könnte ein Thread die Barriere verlassen
und bereits von neuem in die Barriere eintreten, bevor die Barriere für
einen neuen Durchgang vorbereitet wurde.