thread.tex

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  10 %%
  11
  12 \chapter{I thread}
  13 \label{cha:threads}
  14
  15
  16 \itindbeg{thread}
  17
  18 Tratteremo in questo capitolo un modello di programmazione multitasking,
  19 quello dei \textit{thread}, alternativo al modello classico dei processi,
  20 tipico di Unix. Ne esamineremo le caratteristiche, vantaggi e svantaggi, e le
  21 diverse realizzazioni che sono disponibili per Linux; nella seconda parte
  22 tratteremo in dettaglio quella che è l'implementazione principale, che fa
  23 riferimento all'interfaccia standardizzata da POSIX.1e.
  24
  25
  26 \section{Introduzione ai \textit{thread}}
  27 \label{sec:thread_intro}
  28
  29 Questa prima sezione costituisce una introduzione ai \textit{thread} e
  30 tratterà i concetti principali del relativo modello di programmazione,
  31 esamineremo anche quali modelli sono disponibili per Linux, dando una breve
  32 panoramica sulle implementazioni alternative.
  33
  34
  35 \subsection{Una panoramica}
  36 \label{sec:thread_overview}
  37
  38 % riferimenti
  39 % http://vergil.chemistry.gatech.edu/resources/programming/threads.html
  40 % http://math.arizona.edu/~swig/documentation/pthreads/
  41 % http://www.humanfactor.com/pthreads/
  42
  43 Il modello classico dell'esecuzione dei programmi nei sistemi Unix, illustrato
  44 in sez.~\ref{cha:process_interface}, è fondato sui processi. Il modello nasce
  45 per assicurare la massima stabilità al sistema e prevede una rigida
  46 separazione fra i diversi processi, in modo che questi non possano disturbarsi
  47 a vicenda.
  48
  49 Le applicazioni moderne però sono altamente concorrenti, e necessitano quindi
  50 di un gran numero di processi; questo ha portato a scontrarsi con alcuni
  51 limiti dell'architettura precedente. In genere i fautori del modello di
  52 programmazione a \texttt{thread} sottolineano due problemi connessi all'uso
  53 dei processi:
  54 \begin{itemize}
  55 \item
  56 \item
  57 \end{itemize}
  58
  59
  60
  61 \subsection{\textit{Thread} e processi}
  62 \label{sec:thread_process}
  63
  64 Per un utilizzo effettivo dei \textit{thread} è sempre opportuno capire se
  65 questi sono davvero adatti allo scopo che ci si pone.
  66
  67
  68 \subsection{Implementazioni alternative}
  69 \label{sec:thread_other}
  70
  71 Vedremo nella prossima sezione le caratteristiche del supporto per i
  72 \textit{thread} fornita dal kernel, ma esistono diversi possibili approcci
  73 alle modalità in cui questi possono essere realizzati.
  74
  75 % TODO cenni su pth e le implementazioni in userspace
  76
  77
  78 \section{I \textit{thread} e Linux}
  79 \label{sec:linux_thread}
  80
  81 In questa sezione tratteremo le implementazioni dei \textit{thread}
  82 disponibili con Linux che ha visto un radicale cambiamento nel passaggio dalla
  83 serie 2.4 alla serie 2.6, che ha portato alla versione attuale.
  84
  85 \subsection{I \textit{LinuxThread}}
  86 \label{sec:linux_old_thread}
  87
  88
  89 \subsection{La \textit{Native Thread Posix Library}}
  90 \label{sec:linux_ntpl}
  91
  92
  93
  94
  95
  96 % http://www.gnu.org/software/pth/
  97
  98
  99 \section{Posix \textit{thread}}
 100 \label{sec:thread_posix_intro}
 101
 102
 103 Tratteremo in questa sezione l'interfaccia di programmazione con i
 104 \textit{thread} standardizzata dallo standard POSIX 1.c, che è quella che è
 105 stata seguita anche dalle varie implementazioni dei \textit{thread} realizzate
 106 su Linux, ed in particolare dalla \textit{Native Thread Posix Library} che è
 107 stata integrata con i kernel della serie 2.6 e che fa parte a pieno titolo
 108 della \acr{glibc}.
 109
 110
 111 \subsection{Una panoramica}
 112 \label{sec:pthread_overview}
 113
 114
 115 \subsection{La gestione dei \textit{thread}}
 116 \label{sec:pthread_management}
 117
 118
 119 Benché la funzione sia utilizzabile anche con i processi, tanto che a partire
 120 dalla versione 2.3 della \acr{glibc} viene a sostituire \func{\_exit} (tramite
 121 un \textit{wrapper} che la utilizza al suo posto) per la terminazione di tutti
 122 i \textit{thread} di un processo si deve usare la funzione di sistema
 123 \func{exit\_group}, il cui prototipo è:
 124
 125 \begin{funcproto}{
 126 \fhead{linux/unistd.h}
 127 \fdecl{void exit\_group(int status)}
 128 \fdesc{Termina tutti i \textit{thread} di un processo.}
 129 }
 130 {La funzione non ha errori e pertanto non ritorna.}
 131 \end{funcproto}
 132
 133 La funzione è sostanzialmente identica alla \textit{system call} \func{\_exit}
 134 ma a differenza di quest'ultima, che termina solo il \textit{thread}
 135 chiamante, termina tutti \textit{thread} del processo.
 136
 137
 138 \section{La sincronizzazione dei \textit{thread}}
 139 \label{sec:pthread_sync}
 140
 141 \subsection{I \textit{mutex}}
 142 \label{sec:pthread_mutex}
 143
 144
 145 \subsection{Le variabili di condizione}
 146 \label{sec:pthread_cond}
 147
 148
 149 \itindend{thread}
 150
 151
 152 \subsection{I \textit{thread} e i segnali.}
 153 \label{sec:thread_signal}
 154
 155 % TODO trattare tkill e tgkill per l'invio di segnali a thread, fare un
 156 % capitolo apposito su thread e segnali
 157
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 160
 161 % TODO troppe cose, ma segue list di notizie correlate
 162 % aggiunta rt_tgsigqueueinfo con il kernel 2.6.31
 163
 164
 165
 166 % LocalWords:  thread multitasking POSIX sez Posix Library kernel glibc mutex
 167
 168
 169 %%% Local Variables:
 170 %%% mode: latex
 171 %%% TeX-master: "gapil"
 172 %%% End:
 173