Single Thread Execution | это... Что такое Single Thread Execution? (original) (raw)

Шаблон проектирования

Однопоточное выполнение (англ. Single Threaded Execution) — известный также под названием англ. Critical Section. Шаблон проектирования препятствующий конкурентному вызову метода, тем самым запрещая параллельное выполнение этого метода.

Содержание

• 1 Мотивы
• 2 Следствия
• 3 Пример реализации
  • 3.1 Пример C#
• 4 Ссылки

Мотивы

• Класс содержит методы, которые обновляют или задают значения в переменных экземпляра класса или переменных класса.
• Метод манипулирует внешними ресурсами, которые поддерживают только одну операцию в какой-то момент времени.
• Методы класса могут вызываться параллельно различными потоками.
• Не существует временного ограничения, которое требовало бы от метода немедленного выполнения, как только его вызывают.

Следствия

• + Обеспечивается безопасность потоков
• − Производительность может быть снижена
• − Возможна взаимная блокировка

Пример реализации

Пример C#

using System; using System.Threading;

namespace Digital_Patterns.Concurrency.Single_Thread_Execution { ///

    private ITrafficObserver _observer;

    public Boolean IsRun { get; set; }

    private Int32 _id;


    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="observer">Объект, предназначенный для оповещения о том, что сенсор
    /// движения транспорта, связанный с этим объектом,
    /// обнаруживает проходящую машину.</param>
    public TrafficSensor(ITrafficObserver observer)
    {
        _id = ++mID;
        _observer = observer;
        IsRun = true;
        new Thread(Run).Start();
    }

    /// <summary>
    /// Общая логика для потока этого объекта
    /// </summary>
    private void Run()
    {
        while (IsRun)
        {
            motitorSensor();
        }
    }

    private static Random mRnd = new Random();
    /// <summary>
    /// Этом метод вызывает метод detect объекта, когда
    /// связанный с ним сенсор движения транспорта фиксирует 
    /// проходящую машину
    /// </summary>
    private void motitorSensor()
    {
        //TODO Something
        Thread.Sleep(mRnd.Next(1000));
        var msg = System.Reflection.MethodInfo.GetCurrentMethod().Name;
        Console.WriteLine(String.Format(@"{0} {1} +1", _id, msg));

        detect();
    }

    /// <summary>
    /// Этот метод вызывается методом <see cref="motitorSensor"/>, 
    /// чтобы сообщить о прохождении транспортного средства 
    /// наблюдателю этого объекта
    /// </summary>
    private void detect()
    {
        _observer.vehiclePassed();
    }

    /// <summary>
    /// Классы должны реализовывать этот интерфейс, 
    /// чтобы объект <see cref="TrafficSensor"/> мог сообщить им о прохождении 
    /// машин
    /// </summary>
    public interface ITrafficObserver
    {
        /// <summary>
        /// Вызывается тогда, когда <see cref="TrafficSensor"/> фиксирует 
        /// проходящее транспортное средство.
        /// </summary>
        void vehiclePassed();
    }
}

}

using System;

namespace Digital_Patterns.Concurrency.Single_Thread_Execution { ///

    /// <summary>
    /// Этот метод вызывается в том случае, когда сенсор движения
    /// транспорта фиксирует прохождение машины. Он увеличивает 
    /// значение счетчика машин на единицу.
    /// </summary>
    public void vehiclePassed()
    {
        lock (this)
        {
            ++_vehicleCount;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Сбрасывает счетчик машин в нуль
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public Int32 GetAndClearCount()
    {
        lock (this)
        {
            Int32 count = _vehicleCount;
            _vehicleCount = 0;
            return count;
        }
    }
}

}

using System; using System.Threading;

namespace Digital_Patterns.Concurrency.Single_Thread_Execution { ///

    public Boolean IsRun { get; set; }

    /// <summary>
    /// Конструктор
    /// </summary>
    /// <param name="conrtoller">От <see cref="TrafficSensorController"/> этот объект
    /// будет получать значение счетчика количества прошедших 
    /// машин</param>
    public TrafficTransmitter(TrafficSensorController conrtoller)
    {
        _conrtoller = conrtoller;

        _myThread = new Thread(Run);
        IsRun = true;
        _myThread.Start();
    }

    /// <summary>
    /// Передает значение счетчика количества машин, прошедщих 
    /// за промежуток времени
    /// </summary>
    private void Run()
    {
        while (IsRun)
        {
            Thread.Sleep(10000);
            Transmit(_conrtoller.GetAndClearCount());
        }
    }

    private void Transmit(Int32 count)
    {
        //TODO Something
        var msg = System.Reflection.MethodInfo.GetCurrentMethod().Name;
        Console.WriteLine(String.Format(@"{0} {1}", msg, count));
    }
}

}

using System; using Digital_Patterns.Concurrency.Single_Thread_Execution;

namespace Digital_Patterns { class Program { static void Main(string[] args) { var controller = new TrafficSensorController(); var transmitter = new TrafficTransmitter(controller);

        Console.WriteLine(@"Press any key for start, and press again for finish");
        Console.ReadKey();

        var sensor1 = new TrafficSensor(controller);
        var sensor2 = new TrafficSensor(controller);

        Console.ReadKey();

        sensor1.IsRun = false;
        sensor2.IsRun = false;
        transmitter.IsRun = false;
        Console.WriteLine();
    }
}

}

Ссылки

• Mark Grand Patterns in Java Volume 1: A Catalog of Reusable Design Patterns Illustrated with UML. — Wiley & Sons, 1998. — 480 с. — ISBN 0471258393 (см. синопсис (англ.))

Шаблоны проектирования
Основные	Делегирования • Интерфейс • Неизменяемый объект • Функционального дизайна
Порождающие	Абстрактная фабрика • Объектный пул • Одиночка • Отложенная инициализация • Прототип • Строитель • Фабричный метод
Структурные	Адаптер • Выделение частного класса данных • Декоратор • Заместитель • Компоновщик • Мост • Приспособленец • Фасад
Поведенческие	Интерпретатор • Итератор • Команда • Наблюдатель • Посетитель • Посредник • Состояние • Стратегия • Хранитель • Цепочка обязанностей • Шаблонный метод
Блокировка с двойной проверкой • Однопоточное выполнение • Планировщик