QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Простейшая реализация могла бы выглядеть так:

...

while(true) {

 delay(T);

 func;

}

Но это очень «слабое» решение:

• Задержка, обеспечиваемая функцией пассивной задержки delay, согласно требованиям POSIX не может быть меньшеуказанного параметра T, но... может быть сколь угодно больше! (В [4] мы писали, что при T = 1 реальная величина задержки будет составлять не 1 мсек., как можно было бы ожидать, а с большой степенью вероятности 3 мсек., и там же мы подробно показывали, как это происходит.)

• Если в системе одновременно с этим приложением работает процесс (поток) более высокого приоритета, то наше приложение может вообще никогда «не проснуться», по крайней мере, пока это не «соизволит» санкционировать параллельное приложение.

• Здесь мы обеспечиваем только одну синхронизированную последовательность вызовов функции func. А если бы нам потребовалось несколько (много) синхросерий, в каждой из которых выполняется своя функция, а периоды серий не кратны друг другу?

• Наконец, время выполнения целевой функции funcвключается в период одного «кругового пробега» цикла, то есть период T отсчитывается от концапредыдущего выполнения функции до началатекущего, а это не совсем то, что мы подразумевали при использовании термина «синхронное».

• Более того, если время выполнения функции funcдостаточно флуктуирует от одного вызова до другого (например, из-за изменений данных, с которыми работает функция), то периоды вызовов начинают «гулять», а дисперсия периода результирующей последовательности вызовов funcстановится просто непомерно большой.

Ниже показано решение, свободное от многих из этих недостатков ( файл t3.cc). Приложение представляет собой тестовую программу, осуществляющую 3 цепочки выполнения различных целевых функций ( mon1, mon2, mon3) с разными периодами для каждой цепочки (массив period[]):

Синхронизация выполнения участка кода

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

static void out(char s) {

 int policy;

 sched_param param;

 pthread_getschedparam(pthread_self, &policy, &param);

 cout << s << param.sched_curpriority << flush;

}

// целевые функции каждой из последовательностей только

// выводят свой символ-идентификатор и следующий за ним

// приоритет, на котором выполняется целевая функция

static void mon1(void) { out('.'); }

static void mon2(void) { out('*'); }

static void mon3(void) { out('+'); }

// это всего лишь перерасчет временных интервалов,

// измеренных в тактах процессора (в наносекундах)

inline uint64_t cycles2nsec(uint64_t с) {

 const static uint64_t cps =

  // частота процессора

  SYSPAGE_ENTRY(qtime)->cycles_per_sec;

 return (с * 1000000000) / cps;

}

// структура, необходимая только для накопления статистики параметров

// ряда временных отметок: среднего, среднеквадратичного отклонения,

// минимального и максимального значений

struct timestat {

private:

 uint64_t prev;

public:

 uint64_t num;

 double mean, disp, tmin, tmax;

 timestat(void) {

  mean = disp = tmin = tmax = 0.0;

  num = 0;

 }

 // новая временная отметка в ряду:

 void operator++(void) {

  uint64_t next = ClockCycles, delta;

  if (num i= 0) {

   double delta = cycles2nsec(next — prev);

   if (num == 1) tmin = tmax = delta;

   else tmin = min(tmin, delta), tmax = max(tmax, delta);

   mean += delta;

   disp += delta * delta;

  }

  prev = next;

  num++;

 }

 // подвести итог ряда;

 void operator !(void) {

  mean /= (num - 1);

  disp = sqrt(disp / (num - 1) - mean * mean);

 }

}