Студопедия — Проблемы, связанные с одновременным доступом
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Проблемы, связанные с одновременным доступом






Пока что все демонстрационные многопоточные приложения, которые создавались

по ходу главы, были безопасными в отношении потоков, поскольку в них интересующий метод выполнял только один объект Thread. Хотя, конечно, некоторые из реальных приложений действительно могут быть такими простыми по своей природе, в большинстве случаев многопоточные приложения содержат несколько вторичных потоков.

А поскольку все потоки в домене приложения имеют возможность получать доступ к

разделяемым данным приложения одновременно, достаточно представить, что может

произойти в случае получения множеством потоков доступа к одному и тому элементу

данных. Поскольку планировщик потоков будет вынуждать потоки приостанавливать

свою работу случайным образом, поток А может оказаться выкинутым из игры до того,

как он успеет завершить свою работу, и тогда потоку Б, следовательно, придется иметь

дело с нестабильными данными.

Чтобы увидеть, к появлению каких проблем может приводить одновременный

доступ, создадим еще один проект типа С# Console Application (Консольное приложение на С#) по имени MultiThreadedPrinting и снова воспользуемся в нем созданным ранее

классом Printer, но на этот раз сделаем так, чтобы метод PrintNumbers() заставлял

текущий поток делать паузу на выбранный случайным образом промежуток времени:

 

public class Printer

{

public void PrintNumbers()

{

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

// Помещение потока в спящий режим на выбранный

// случайным образом промежуток времени.

Random r = new Random();

Thread.Sleep(1000 * r.Next(5));

Console.Write(i + ", ");

Console.Write("{0}, ", i);

}

Console.WriteLine();

}

}

 

Метод Main() на этот раз будет отвечать за создание массива, состоящего из десяти

(уникально именованных) объектов Thread, причем все они будут обращаться к одному

и тому же экземпляру объекта Printer:

 

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("*****Synchronizing Threads *****\n");

Printer p = new Printer();

// Создание 10 потоков, указывающих на один

//и тот же метод в одном и том же объекте.

Thread[] threads = new Thread[10];

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

threads[i] =

new Thread(new ThreadStart(p.PrintNumbers));

threads[i].Name = string.Format("Worker thread #{0}", i);

}

// Запуск каждого потока.

foreach (Thread t in threads)

t.Start();

Console.ReadLine();

}

}

 

Прежде чем приступить к тестовым запускам, давайте разберемся, в чем будет заключаться проблема. Жизнь главного потока в рамках домена данного приложения

будет начинаться с ответвления десяти рабочих потоков. Каждому из этих рабочих

потоков будет указано вызывать метод PrintNumbers () на одном и том же экземпляре

Printer. Поскольку никаких мер для блокирования разделяемых ресурсов данного

объекта (консоли) мы не предприняли, велика вероятность того, что текущий поток "будет

убираться с дороги" до того, как метод PrintNumbers () успеет вывести все результаты.

Из-за того, что мы точно не знаем, когда это может происходить (и будет ли), мы

вынуждены довольствоваться получением непредсказуемых результатов. Например, вполне можно получить вывод, показанный на рис. 1.

Запустим приложение еще несколько раз. На рис. 2 показан другой возможный

вариант развития событий.

 

 

Рис. 1. Одновременное получение доступа в действии, первая попытка

 

Рис. 2. Одновременное получение доступа в действии, вторая попытка

 

Те, у кого результаты не получаются непредсказуемыми, могут попробовать увеличить

количество потоков с 10 (например) до 100 или добавить в программу еще один вызов Thread.Sleep(). В конечном итоге проблема с одновременным доступом обязательно проявится.

Очевидно, что с этим приложением не все в порядке. По мере того, как каждый поток указывает Printer выводить числовые данные, планировщик потоков спокойно меняет потоки в фоновом режиме. В результате вывод получается несогласованным. Для устранения этой проблемы понадобится программным образом принудительно обеспечить синхронизованный доступ к разделяемым ресурсам. Как не трудно догадаться, в пространстве имен System.Threading поставляется целый набор ориентированных на

синхронизации типов. Кроме того, в языке С# предоставляется определенное ключевое

слово для синхронизации разделяемых данных в многопоточных приложениях.

 

Синхронизация с помощью ключевого слова lock в С#

Первый способ синхронизации доступа к разделяемым ресурсам предусматривает использование поддерживаемого в С# ключевого слова lock. Это ключевое слово позволяет определять область действия операторов, которые должны синхронизироваться

между потоками, что лишает входящие потоки возможности прерывать выполнение текущего потока и, следовательно, не давать ему завершить свою работу. Ключевое

слово lock требует указывать маркер (объектную ссылку), который каждый поток должен

получать для входа в область действия блокировки. Если необходимо блокировать приватный метод уровня экземпляра, можно просто передать ссылку на текущий тип:

 

private void SomePrivateMethod()

{

// Использование текущего объекта в качестве маркера потока.

lock(this)

{

// Весь код в этом контексте является безопасным в отношении потоков.

}

}

 

При необходимости блокировать раздел кода в рамках общедоступного члена, однако, безопаснее (и рекомендуется) объявить для выполнения роли маркера блокировки приватную переменную экземпляра object:

 

public class Printer

{

// Маркер блокировки.

private object threadLock = new object ();

public void PrintNumbers ()

{

// Использование маркера блокировки.

lock (threadLock)

{

} } }

 

В любом случае, при изучении метода PrintNumbers () не трудно заметить, что разделяемым ресурсом, за получение доступа к которому соперничают потоки, является

окно консоли. Следовательно, если заключить все операторы взаимодействия с типом

Console в контекст блокировки (lock), как показано ниже:

public class Printer

{

// Маркер блокировки.

private object threadLock = new object();

 

public void PrintNumbers()

{

// Использование приватного объектного маркера блокировки.

lock (threadLock)

{

// Отображение информации об объекте Thread.

 

Console.WriteLine("-> {0} выполняет PrintNumbers()",

Thread.CurrentThread.Name);

// Вывод чисел.

Console.Write("Your numbers: ");

Console.Write("Ваши числа: ");

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

Random r = new Random ();

Thread.Sleep(1000*r.Next(5));

Console.Write("{0}, ", i);

}

Console.WriteLine ();

}}

 

то тем самым, по сути, будет создан метод, который позволит текущему потоку завершить выполнение своей задачи. Как только поток будет входить в область действия

блокировки, маркер блокировки (каковым в данном случае является ссылка на текущий

объект) будет становиться недоступным для других потоков до тех пора, пока

блокировка не будет снята, что происходит только при выходе текущего потока из области действия блокировки. То есть в случае получения маркера блокировки потоком А другие потоки не смогут входить в данную область до тех пор, пока поток А не освободит

маркер блокировки.

Если необходимо блокировать код в статическом методе, можно объявить для

выполнения роли маркера блокировки приватную статическую объектную переменную экземпляра.

Если теперь снова запустить приложение, можно увидеть, что у каждого потока

появилась возможность спокойно завершить свою работу (рис. 3).

 

 

Рис. 3. Все потоки теперь синхронизируются







Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 359. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Тактика действий нарядов полиции по предупреждению и пресечению правонарушений при проведении массовых мероприятий К особенностям проведения массовых мероприятий и факторам, влияющим на охрану общественного порядка и обеспечение общественной безопасности, можно отнести значительное количество субъектов, принимающих участие в их подготовке и проведении...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия