Программирование на языке Ruby, Фултон Хэл

Программирование на языке Ruby

на обложку

Фултон Хэл

Шрифт:

buff = SizedQueue.new(25)

upper1 = buff.max #25

# Увеличить размер очереди...

buff.max = 50

upper2 = buff.max # 50

В листинге 13.3 приведено решение задачи о производителе и потребителе. Для производителя задержка (аргумент sleep) чуть больше, чем для потребителя, чтобы единицы продукции «накапливались».

Листинг 13.3. Задача о производителе и потребителе

require 'thread'

buffer = SizedQueue.new(2)

producer = Thread.new do

item = 0

loop do

sleep rand 0

puts "Производитель

произвел #{item}"

buffer.enq item

item += 1

end

consumer = Thread.new do

loop do

sleep (rand 0)+0.9

item = buffer.deq

puts "Потребитель потребил #{item}"

puts " ожидает = #{buffer.num_waiting}"

end

sleep 60 # Работать одну минуту, потом завершить оба потока.

Чтобы поместить элемент в очередь и извлечь из нее, рекомендуется применять соответственно методы

enq

deq

. Можно было бы для помещения в очередь пользоваться также методом

push

, а для извлечения — методами

pop

shift

, но их названия не так мнемоничны в применении к очередям.

Метод

empty?

проверяет, пуста ли очередь, а метод

clear

опустошает ее. Метод

size

(и его синоним

length

) возвращает число элементов в очереди.

# Предполагается, что другие потоки не мешают...

buff = Queue.new

buff.enq "one"

buff.enq "two"

buff.enq "three"

n1 = buff.size # 3

flag1 = buff.empty? # false

buff.clear

n2 = buff.size # 0

flag2 = buff.empty? # true

Метод

num_waiting

возвращает число потоков, ожидающих доступа к очереди. Если размер очереди не ограничен, то это потоки, ожидающие возможности удалить элементы; для ограниченной очереди включаются также потоки, пытающиеся добавить элементы.

Необязательный параметр

non_block

метода

deq

в классе

Queue

по умолчанию равен

false

. Если же он равен

true

, по при попытке извлечь элемент из пустой очереди он не блокирует поток, а возбуждает исключение

ThreadError

13.2.4.

Условные переменные

Да зовите моих скрипачей, трубачей...

«Веселый король» (детский стишок) [16]

Условная переменная — это, по существу, очередь потоков. Они используются в сочетании с мьютексами для лучшего управления синхронизацией потоков.

Условная переменная всегда ассоциируется с каким-то мьютексом. Ее назначение — освободить мьютекс до тех пор, пока не начнет выполняться определенное условие. Представьте себе ситуацию, когда поток захватил мьютекс, но не готов продолжать выполнение. Тогда он может заснуть под контролем условной переменной, ожидая, что будет разбужен, когда условие станет истинным.

Пер. С. Маршака. — Прим. ред.

Важно понимать, что пока поток ждет условную переменную, мьютекс свободен, поэтому другие потоки могут получить доступ к защищенному им ресурсу. А как только другой поток сигнализирует этой переменной, ожидающий поток пробуждается и пытается вновь захватить мьютекс.

Рассмотрим несколько искусственный пример в духе задачи об обедающих философах. Представьте себе, что вокруг стола сидят три скрипача, ожидающих своей очереди поиграть. Но у них есть всего две скрипки и один смычок. Понятно, что скрипач сможет играть, только если одновременно завладеет одной из скрипок и смычком.

Мы поддерживаем счетчики свободных скрипок и смычков. Когда скрипач хочет получить скрипку и смычок, он должен ждать их освобождения. В программе ниже мы защитили проверку условия мьютексом и под его защитой ждем скрипку и смычок порознь. Если скрипка или смычок заняты, поток засыпает. Он не владеет мьютексом до тех пор, пока другой поток не просигнализирует о том, что ресурс свободен. В этот момент первый поток просыпается и снова захватывает мьютекс.

Код представлен в листинге 13.4.

Листинг 13.4. Три скрипача

require 'thread'

@music = Mutex.new

@violin = ConditionVariable.new

@bow = ConditionVariable.new

@violins_free = 2

@bows_free = 1

def musician(n)

loop do

sleep rand(0)

@music.synchronize do