Несколько потоков управления

Построение системы с несколькими потоками управления - непростая задача. Надо не только решить, как лучше всего распределить работу между параллельными активными объектами, но и продумать правильные механизмы (см. главу 28) коммуникации и синхронизации между активными и пассивными объектами в системе, гарантирующие правильность их поведения в присутствии нескольких потоков управления. Поэтому полезно визуализировать способы взаимодействия этих потоков между собой. В UML это можно сделать с помощью диаграмм классов (для описания статической семантики) и диаграмм взаимодействия (для описания динамической семантики), в которых участвуют активные классы и объекты.

Моделирование нескольких потоков управления осуществляется так:

Идентифицируйте возможности распараллеливания действий и материализуйте каждый поток управления в виде активного класса. Сгруппируйте общие множества активных объектов в активный класс. Избегайте пере усложнения вида системы с точки зрения процессов (см. главу 2), причиной которого может стать введение слишком большой степени параллелизма.

Рассмотрите баланс распределения обязанностей между активными класса ми (см. главы 4 и 9), а затем исследуйте, с какими другими активными и пассивными классами статически кооперируется каждый из них. Убедитесь, что каждый активный класс имеет внутреннюю структуру с высокой степенью связаности и слабо связан с соседними классами, и что для каждого класса правильно выбран набор атрибутов, операций и сигналов.

Отобразите статические решения в виде диаграмм классов, явно выделив каждый активный класс.

Рассмотрите, как каждая группа классов динамически кооперируется с прочими. Отобразите свои решения на диаграммах взаимодействия. Явно покажите активные объекты как начальные точки соответствующих потоков управления. Идентифицируйте каждую связанную последовательность, присваивая ей имя активного объекта.

Обратите особое внимание на коммуникации между активными объектами. Пользуйтесь по мере необходимости как синхронными, так и асинхронными сообщениями.

Обратите внимание на синхронизацию активных объектов и тех пассивных объектов, с которыми они кооперируются.
Применяйте наиболее подходящую семантику - последовательную, охраняемую или параллельную.

На рис. 22. 4 показана часть вида трейдерской системы с точки зрения процессов. Вы видите три объекта, которые параллельно питают систему информацией: StockTicker (БиржевойТикер), indexWatcher (наблюдательИндекса) и CNNNewsFeed (НовостнаяЛентаСММ), названные соответственно s, i и с. Два из них, s и i, обмениваются каждый со своим экземпляром класса Analyst (Аналитик) - al и а2. В рамках этого небольшого фрагмента модели класс Analyst может быть спроектирован в упрощенном виде - из расчета на то, что в каждый момент времени в любом из его экземпляров может быть активен только один поток управления. Однако оба экземпляра класса Analyst одновременно общаются с объектом AlertManager (ДиспетчерОповещений), которому мы дали имя т. Следовательно, m необходимо спроектировать так, чтобы он сохранял свою семантику в присутствии нескольких потоков управления m и c одновременно общаются с t - объектом класса TradingManager (управляющийТрейдингом). Каждому соединению присвоен порядковый номер, определяемый тем, какой поток управления им владеет.

Рис. 22.4 Моделирование потоков управления

Примечание: Диаграммы взаимодействия, подобные представленной выше, полезны для визуализации тех мест, где два потока управления могут пересекаться и где, следовательно, необходимо обратить особое внимание на проблемы коммуникации и синхронизации. Инструментальным программам разрешается реализовывать и дополнительные визуальные указания, например раскрашивать потоки в разные цвета.

К подобным диаграммам часто присоединяют автоматы (см. главу 21) с ортогональными состояниями, чтобы детально показать поведение активных объектов.

Содержание раздела