计算机编程中线程同步,数据交换的序列图是怎样的

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UML中的表现

除了代码,多线程还可以用UML图来表现,本文使用序列图来说明前面的例子。

多线程安全的数据类

首先来看多线程安全数据类的例子。

计算机编程中线程同步,数据交换的序列图是怎样的

在这个图中,首先由Main函数创建CreateDataTask,并启动该线程。注意这是一个非同期调用。

计算机编程中线程同步,数据交换的序列图是怎样的

有一个并发的系列图片段,分别表现从CreateDataTask的run方法发出的setData操作和从Main函数发出的removeData操作。这两个操作都处于DataArray的同一个临界区中,不能同时执行。

在这个例子中,访问数据的线程之间没有任何同步,数据的安全是靠DataArray类来保证的。

线程同步

与线程安全的数据类不同,线程同步的序列图如下:

计算机编程中线程同步,数据交换的序列图是怎样的

本例中,创建线程对象和启动线程的部分是一样的。同第一个例子不同,这个线程使用的是线程同步,通过控制读数据,写数据的节奏来保证数据的安全。

具体是dataReady和bufferReady两个异步信号消息。以dataReady为例,设定如下:

计算机编程中线程同步,数据交换的序列图是怎样的

数据交换的步骤如下

  1. WriteDataTask向DataArray中写入数据之后,向Main函数发出dataReady信号(仅限于第一次)

  2. Main函数收到dataReady信号后,取得数据,接受向WriteDataTask发出bufferReady信号

  3. WriteDataTask收到dataReady信号后,向DataArray中写入数据,然后向Main函数发出dataReady信号

  4. Main函数收到dataReady信号后,取得数据,接受向WriteDataTask发出bufferReady信号

  5. ....

由于读写数据操作的线程已经被同步,所在在这个例子中并不要求DataArray是多线程安全的。

另外,信号的实现使用的是QMutex,具体可以参照前面例子中的代码。

注意

在实际的开发中,两种形式都存在,需要根据具体情况选择。

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