Системное программирование в среде Windows

• В данной реализации (программа 10.4) для защиты очередей используются мьютексы. Результаты экспериментов с объектами CRITICAL_SECTION не позволили обнаружить сколько-нибудь заметного ускорения работы программы на однопроцессорной системе (см. приложение В). CS-версия программы, ThreeStageCS, находится на Web-сайте. Аналогичным образом вела себя программа и после того, как в ней была использована функции SignalObjectAndWait.

Асинхронные вызовы процедур

Основное возражение, которое можно предъявить к программе ThreeSage.c (программа 10.5) в ее нынешнем виде, касается прекращения выполнения передающего и принимающего потоков с помощью функции TerminateThread. В комментариях, включенных в код, вам предлагается подумать над более элегантным способом завершения выполнения потоков, который обеспечивал бы корректное прекращение работы программы и освобождение ресурсов.

Другой нерешенной проблемой является отсутствие общего метода (не считая использования функции TerminateThread), который обеспечивал бы отправку сигнала определенному потоку или инициировал его выполнение. События могут посылать сигналы одному потоку, ожидающему наступления автоматически сбрасываемого события, или всем потокам, ожидающим наступления вручную сбрасываемого события, но невозможно добиться того, чтобы сигнал был получен определенным потоком. Используемое до сих пор решение сводилось к тому, что пробуждались все ожидающие потоки, которые самостоятельно определяли, могут ли они теперь продолжить свое выполнение. Иногда привлекается альтернативное решение, суть которого состоит в назначении событий определенным потокам, так что сигнализирующий поток может определять, объект какого события следует перевести в сигнальное состояние одной из функций SetEvent или PulseEvent.

Обе эти проблемы решаются путем использования объектов асинхронного вызова процедур (Asynchronous Procedure Call, АРС). События развиваются в следующей последовательности, причем рабочий или целевой потоки должны управляться главным потоком.

• Главный поток указывает АРС-функцию данной целевого потока путем помещения объекта АРС в очередь АРС данного потока. В очередь могут быть помещены несколько АРС.

• Целевой поток переходит в состояние дежурного ожидания (alertable wait state), обеспечивающее возможность безопасного выполнения потоком АРС. Порядок первых двух шагов безразличен, поэтому о возникновении условий состязательности можно не беспокоиться.

• Указанный поток, находящийся в состоянии ожидания, выполняет все АРС, находящиеся в очереди.

• АРС могут выполнять любые нужные действия, например, освобождать ресурсы или генерировать исключения. Благодаря этому главный поток может инициировать возбуждение исключения в целевом потоке, хотя само исключение не произойдет до тех пор, пока целевой поток не перейдет в состояние дежурного ожидания.

Выполнение АРС является асинхронным в том смысле, что АРС может быть помещен в очередь целевого потока в любой момент, но само выполнение является синхронизированным в том смысле, что это может произойти лишь тогда, когда целевой поток входит в состояние дежурного ожидания.

Состояния дежурного ожидания будут вновь обсуждаться в главе 14, посвященной асинхронному вводу/выводу.

Описания необходимых функций и примеры их использования в другом варианте программы ThreeStage приводятся в следующих разделах. Проект для построения новой версии программы (ThreeStageCancel) и соответствующий исходный код (ThreeStageCancel. с) находятся на Web-сайте книги.

Очередизация асинхронных вызовов процедур

Один поток (главный) помещает АРС в очередь целевого потока с помощью функции QueueUserAPC: 

DWORD QueueUserAPC(PAPCFUNC pfnAPC, HANDLE hThread, DWORD dwData)

hThread — дескриптор целевого потока. dwData — аргумент, который будет передан функции АРС при ее выполнении и может являться кодом завершения или сообщать функции иную информацию.

В основной функции программы ThreeStageCancel.с (сравните с программой 10.5) вызовы TerminateThread заменяются вызовами QueueUserAPC следующим образом:

// TerminateThread(transmitter_th, 0) ; заменить на АРС

// TerminateThread(receiver_th, 0); заменить на АРС

tstatus = QueueUserAPC(ShutDownTransmitter, transmitter_th, 1);

if (tstatus == 0) ReportError(…);

tstatus = QueueUserAPC(ShutDownReceiver, receiver_th, 2);

if (tstatus == 0) ReportError (…);