Lab 12 - Vícevláknové aplikace

• Pro vyučující: 12

• Opakování vláken (pthread)
• Implemetace vícevláknové aplikace

Cílem cvičení je implementovat program s třemi paralelně běžícími vlákny. První vlákno je určeno pro zpracování vstupu (čtení stiknuté klávesy), druhé vlákno aktualizuje výstup (jednořádkový) a třetí vlákno implementuje časovač, který po uplynutí definované periody zvýší hodnotu proměnné (čítače). Perioda může být nastavována uživatelem, stiskem definovaných kláves. Použití vláken je založeno na knihovně pthread (POSIX threads) a příklad demonstruje použití základních konstrukcí pthread knihovny.

• Použijte bloky z minulého cvičení pro vytvoření aplikace se třemi vlákny. Ve skutečnosti bude mít aplikace vlákna 4, včetně hlavního vlákna main() funkce
• Pro čtení kláves bez nutnosti potvrzovat Enter přepněte terminál do raw režimu, například tak jak bylo prezentována v přednášce lec11.
• Použijte strukturu pro zapouzdření proměnných sdílených jednotlivými vlákny
• Použijte kritickou sekci (mutex) pro přístup ke sdíleným datům
• Použijte zasílání signálů pro komunikaci mezi vlákny a zabránění plýtvání výpočetním výkonem
• Přidejte jméno (textový řetězec) identifikující každé vlákno: “Input”, “Output”, and “Alarm”
• “Alarm” vlákno inkrementálně zvyšuje hodnotu čítače po uplynutí definové periody
• Použijte pole a datové struktury, které umožní zautomatizovat správu vláken v cyklech
• Program bude reagovat na následující stisk kláves
  • 'q' - ukončí program tak, že všechna vlákna budou korektně ukončena, tj. vyskočí z příslušných cyklech hlavního těla vlákna
  • 'r' - sníží periodu pro inkrementaci čítače o 10 ms
  • 'p' - zvýší periodu pro inkrementaci čítače o 10 ms
• Minimální hodnota periody je 10 ms
• Maximální hodnota periody je 2000 ms
• Výstup programu je jeden řádek ve tvaru

  "\rAlarm period: %10i   Alarm counter: %10i"

• Jelikož výstupní řádek není zakončen koncem řádku může být nutné explicitně vynutit výstup voláním flush na stdout ve výstupním vlákně, např. jako

  fflush(stdout);

• Vytvořte novou globální proměnnou quit k indikaci, že program bude ukončen jakmile uživatel stiskne klávesu Enter např.

   bool quit = false;
   ...
   gechar();
   pthread_mutex_lock(&mtx);
   quit = true;
   pthread_mutex_unlock(&mtx);
   ...

V další části cvičení pokračujte směrem k implementaci aplikace HW 9 - Vícevláknová aplikace s meziprocesovou komunikací. Například program rozdělte na dvě aplikace komunikující pojmenovanou rourou (vizte Lab 10). Jedna aplikace může realizovat vláknou pro tisk na obrazovku a druhá aplikace umožní nastavit periodu.