xwrust::xwos::sync

Module cond

source
Expand description

§XWOS RUST：条件量

条件量是操作系统比较底层的同步机制，可以同时阻塞多个线程。当条件成立，条件量可以唤醒一个或所有正在等待的线程。

XWOS RUST的条件量通常还需要一个伴生的锁一起工作。线程通常需要持有 锁 的情况下去等待条件量， 条件量阻塞线程的同时会同步释放 锁 。当条件成立，线程被唤醒时，条件量会自动获得 锁。

XWOS RUST的条件量机制，主要包括以下操作：

  • 线程A等待条件量的 条件 成立而阻塞；
  • 另一个线程B或中断或其他任意上下文使 条件 成立，并唤醒条件量上阻塞的线程，可以 单播 也可以 广播 。 为了防止两个上下文竞争 条件 ，条件量需要和一个 锁 一起使用，锁用于保护 条件 不会被同时访问。
  • XWOS的条件量的锁的类型包括：
    • 互斥锁
    • 自旋锁
    • 顺序锁的独占读锁
    • 顺序锁的写锁

§创建

XWOS RUST的条件量可使用 Cond::new() 创建。

  • 可以创建具有静态生命周期 static 约束的全局变量：
use xwrust::xwos::sync::cond::*;

static GLOBAL_COND: Cond = Cond::new();
extern crate alloc;
use alloc::sync::Arc;

use xwrust::xwos::sync::cond::*;

pub fn xwrust_example_cond() {
    let cond = Arc::new(Cond::new());
    let cond_c = cond.clone();
}

§初始化

无论以何种方式创建的条件量，都必须在使用前调用 Cond::init() 进行初始化：

pub fn xwrust_example_cond() {
    GLOBAL_COND.init();
    cond.init();
}

§单播

Cond::unicast() 方法可用来使得条件量的条件成立，但只唤醒一个线程。此方法可在 任意 上下文使用。

§广播

Cond::broadcast() 方法可用来使得条件量的条件成立，并唤醒全部线程。此方法可在 任意 上下文使用。

§冻结与解冻

§冻结

XWOS RUST的条件量可以使用方法 Cond::freeze() 进行 冻结 操作，被冻结的条件量不能再进行 单薄 和 广播 操作。

§解冻

Cond::thaw() 方法是冻结 操作的逆操作。条件量解冻后，可重新进行 单薄 和 广播 操作。

§等待

等待操作需要在获得锁的情况下进行，因此 等待 的方法实现在锁的 守卫(Guard) 内部，以便区分锁的类型：

§普通等待

普通等待 的方法只可在 线程 上下文中使用，会 消费 锁的 守卫(Guard) ，然后线程阻塞等待条件量：

  • 通过 单播 或 广播 可唤醒线程，线程唤醒后，会进行获得锁的操作。当锁是互斥锁时，线程可能又会因无法获得锁而被阻塞。
  • 当线程的阻塞等待被中断时，会在 Err 中返回 CondError::Interrupt 。
  • 获得锁后，会在 Ok 中重新返回锁的 守卫(Guard) 。
  • 当发生错误，返回 Err 时，锁的 守卫(Guard) 被 消费 ，生命周期结束，不再可用。

各种锁的 等待 条件量的方法：

§超时等待

超时等待 的方法只可在 线程 上下文中使用，会 消费 锁的 守卫(Guard) ，然后线程阻塞等待条件量，等待时会指定一个唤醒时间点：

  • 通过 单播 或 广播 可唤醒线程，线程唤醒后，会进行获得锁的操作。 当锁是互斥锁时，线程可能又会因无法获得锁而被阻塞，但到指定的唤醒时间点时一定会超时唤醒。
  • 当线程的阻塞等待被中断时，会在 Err 中返回 CondError::Interrupt 。
  • 当到达指定的唤醒时间点，线程被唤醒，并返回 CondError::Timedout 。
  • 获得锁后，会在 Ok 中重新返回锁的 守卫(Guard) 。
  • 当发生错误，返回 Err 时，锁的 守卫(Guard) 被 消费 ，生命周期结束，不再可用。

各种锁的 等待 条件量的方法：

§不可中断等待

不可中断等待 的方法只可在 线程 上下文中使用，会 消费 锁的 守卫(Guard) ，然后线程阻塞等待条件量，并且不可被中断：

  • 通过 单播 或 广播 可唤醒线程，线程唤醒后，会进行获得锁的操作。 当锁是互斥锁时，线程可能又会因无法获得锁而被阻塞，互斥锁的阻塞等待同样是不可被中断的。
  • 获得锁后，会在 Ok 中重新返回锁的 守卫(Guard) 。
  • 当发生错误，返回 Err 时，锁的 守卫(Guard) 被 消费 ，生命周期结束，不再可用。

各种锁的 等待 条件量的方法：

§绑定到信号选择器

条件量是 同步对象 ，可以通过方法 Cond::bind() 将条件量绑定到信号选择器 Sel<M> 上，通过 Sel<M> ，单一线程可以同时等待多个不同的 同步对象 。

条件量采用 非独占 的方式进行绑定。

§示例

XWOS/xwam/xwrust-example/xwrust_example_cond

Structs§

  • Cond
    条件量对象结构体
  • CondSel
    条件量的选择子

Enums§

Constants§