Параллельное и распределенное программирование на С++

    loop while (Type XRequests are available)
          extract Request
          process request
    end loop
    return(NULL)
}

В модели равноправных потоков каждый поток отвечает за собственный входной поток данных. Входные данные могут быть выделены из базы данных, файла и т.п.

Использование модели конвейера

В модели конве йера поток входных данных обрабатывается поэтапно. На каждом этапе некоторая порция работы (часть входного потока данных) обрабатывается одним потоком выполнения, а затем передается для обработки следующему. Каждая порция входных данных переходит на очередной этап обработки до тех пор, пока не будет завершена вся обработка. Такой подход позволяет обрабатывать несколько входных потоков данных одновременно. Каждый поток выполнения отвечает за достижение пром ежуточного результата, делая его доступным для следующего этапа (т.е. следующего потока конвейера). Скелет программы реализации модели конвейера представлен в листинге 4.9.

// Листинг 4.9. Скелет программы реализации модели конвейера
//...
   pthread_t Thread[N]
   Queues[N]
   // initial thread
   {
       place all input into stage1's queue
       pthread_create(&(Thread[1]...stage1...);
       pthread_create(&(Thread[2]...stage2...);
       pthread_create(&(Thread[3]...stage3...);
       //...
    }
void *stageX(void *X)
{
   loop
     suspend until input unit is in queue
     loop while XQueue is not empty
         dequeue input unit
         process input unit
         enqueue input unit into next stage's queue
      end loop
   until done
   return(NULL)
}

В листинге 4.9 объявляется N очередей для N этапов. Начальный поток помещает все порции входных потоков в очередь первого этапа, а затем создает все потоки, необходимые для выполнения всех этапов. Каждый этап содержит свой цикл событий. Поток выполнения находится в состоянии ожидания до тех пор, пока в его очереди не появится порция входных данных. Внутренний цикл продолжается до опустения соответствующей очереди. Порция входных данных извлекается из очереди, обрабатывается, а затем помещается в очередь следующего этапа обработки (следующего потока выполнения).

Использование модели «изготовитель-потребитель»

В модели «изготовитель-потребитель» поток- «изготовитель» готовит данные, «потребляемые» потоком-«потребителем» (причем таких потоков-«потребителей' может быть несколько). Данные хранятся в блоке памяти, разделяемом всеми потока, как изготовителем, так и потребителями. В листинге 4.10 представлен скелет программы реализации модели «изготовитель-потребитель» (эта модель также использовалась в программах 4.5, 4.6 и 4.7).

Листинг 4.10. Скелет программы реализации модели «изготовитель-потребитель»

pthread_mutex_t Mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER
pthread_t Thread[2]
Queue
// initial thread
{
    pthread_create(&(Thread[1]...producer...);
    pthread_create(&(Thread[2]...consumer...);
    //...
 }
void *producer(void *X)
{
   loop
      perform work
        pthread_mutex_lock(&Mutex)
         enqueue data
      pthread_mutex_unlock(&Mutex)
         signal consumer
      //...
   until done
}
void *consumer(void *X)
{
   loop
      suspend until signaled
      loop while(Data Queue not empty)
          pthread_mutex_lock(&Mutex)
           dequeue data
       pthread_mutex_unlock(&Mutex)
          perform work
      end loop