Moniteurs

Created on Dec 4, ’22 ・ Last update on May 14, ’23

• Abstraction de plus haut niveau que les sémaphores.
• La synchronisation s'effectue par des variables de conditions.
• Une variable de condition permet de suspendre le thread (wait) ou d'en réveiller un autre (wake, signal).
• Ces procédures d'attente et de signalisation sont thread-safe.

Attente (wait)

• Bloque inconditionnellement le thread appelant.
• Lui fait relâcher l’exclusion mutuelle sur le moniteur.
• Le place dans une file associée à la variable de condition.

Signalisation (wake, signal)

• Dépend de l’état de la file associée à la variable de condition.
• Si elle est vide, le thread appelant poursuit son exécution, l’opération n’a aucun effet.
• Si elle n'est pas vide, un des threads bloqués est réactivé et reprend immédiatement son exécution.

Type de moniteurs

• Hoare : le thread réveillé par le signal prend possession du mutex.
• Mesa : le thread qui envoie le signal garde le mutex (e.g. Qt, pthread, Java).

Utilisation avec Qt

• QMutex pour assurer l'exclusion mutuelle.
• QWaitCondition pour la variable de condition.

Attente

bool QWaitCondition::wait(QMutex * lockedMutex,
                          unsigned long time  ULONG_MAX)

• La méthode relâche le mutex et suspend l’exécution du thread jusqu’à ce que la variable condition soit signalée.
• Le mutex doit être verrouillé par le thread avant l’appel à wait.
• Au moment où la condition est signalée, wait re-verrouille automatiquement le mutex.
• Note : lors du re-verrouillage le thread est en compétition avec tous les threads demandant le verrou.

Signalisation

void QWaitCondition::wakeOne();
void QWaitCondition::wakeAll();

• Réveille soit un soit tous les threads en attente sur la variable de condition.

Exemple

void MyMonitor::oneFunction() {

    mutex.lock();
    while (!uneCondition) {
        cond.wait(&mutex);
    }

    // ...

    mutex.unlock();
}

void MyMonitor::anotherFunction() {

    mutex.lock();

    // ...

    uneCondition = true;
    cond.wakeOne();
    mutex.unlock();
}