Пользовательские классы, создаваемые для обработки PVM-потоков данных

Чтобы понять, как определенный пользователем класс можно использовать совместно с классом pvm_stream, попробуем усовершенствовать возможности PVM-палитры, представленной в главе 6. Класс палитры представляет простую коллекцию цветов. Для удобства будем сохранять цвета в векторе строк (vector< string>) с именем Colors.

Начне м с объявления класса spectral_palette, который содержит friend- объявления дл я операторов вставки (< <) и извлечени я (> >).

// Листинг 11.16. Объявление класса spectral_palette

class spectral_palette: public pvm_object{

protected:

//...

vector< string> Colors;

public:

spectral_palette(void);

//...

friend pvm_stream & operator> > (pvm_stream & In, spectral_palette & Obj);

friend pvm_stream & operator< < (pvm_stream & Out, spectral_palette & Obj);

//...

Обратите внимание на то, что класс spectral_palette в листинге 11.16 наследует класс pvm_object. Класс pvm_object тем самым обеспечивает своего наследника доступом к идентификатору задачи и идентификатору сообщения. Вспомните, что идентификаторы задачи и сообщения используются во многих PVM-функциях. С помощью определения операторов вставки (< <) и извлечения (> >) объекты класса spectral_palette можно пересылать между параллельно выполняемыми PVM-задачами. Метод, используемый для класса spectral_palette, очень прост, и его можно так же успешно применить к любому пользовательскому классу. Поскольку класс pvm_stream должен иметь эти операторы для встроенных типов данных и контейнеров, которые содержат значения встроенных типов данных, в пользовательском классе необходимо определить только операторы " < < " и " > > " для перевода их представления в любой встроенный тип данных или стандартный контейнер. Вот как, например, определяется оператор " < < " для класса spectral_palette в листинге 11.17.

// Листинг 11.17. Определение оператора для

// класса spectral_palette

pvm_stream & operator< < (pvm_stream & Out, spectral_palette & Obj)

{

int N;

string Source;

for(N = 0; N < Obj.Colors.size(); N++) {

Source.append(Obj.Colors[N]);

if(N < Obj.Colors.size() - 1){

Source.append(" ");

}

}

Out.reset();

Out.taskId(Obj.TaskId);

Out.messageId(Obj.MessageId);

Out < < Source;

return(Out);

}

Рассмотрим подробнее определение этой операции вставки в листинге 11.17. Поскольку класс pvm_stream работает только со встроенными типами данных, цель пользовательского оператора " < < " — перевести пользовательский объект в последовательность значений встроенных типов данных. Этот перевод является одной из основных обязанностей классов, «отвечающих» за потоковое представление данных. В данном случае объект класса spectral_palette должен быть переведен в строку «цветов», разделенных пробелами. Список цветовых значений сохраняется в строке Source. Рассматриваемый процесс перевода позволяет применить к объекту этого класса оператор " < < ", который был определен для строкового типа данных. Имея определения этих операторов, API-интерфейс программиста становится более удобным, чем при использовании ори г инальных версий функций библиотеки Pthread, POSIX и MPI. Ведь теперь объект класса spectral_palette можно переслать из одной PVM-задачи в другую, используя такую привычную операцию вставки (< <).

// Листинг 11.18. Использование объектов классов

// pvm_stream и spectral_palette

pvm_stream TaskStream;

spectral_palette MyColors;

//...

TaskStream.taskId(20001);

TaskStream.messageId(l); //...

TaskStream «MyColors; //...

Здесь объект MyColors пересылается в соответствующую PVM-задачу. На рис. 11.6 показаны компоненты, используемые для поддержки объектов TaskStream и MyColors. Каждый компонент на рис. 11.6 можно детализировать и оптимизировать в отдельности. Каждый представленный здесь уровень обеспечивает дополнительный слой изоляции от сложности этих компонентов. В идеале на самом высоком уровне программист должен заниматься только деталями, связанными с данной предметной областью. Такой высокий уровень абстракции позволяет программисту самым естественным образом представлять параллелизм, который вытекает из требований предметной области, не углубляясь при этом в синтаксис и сложные последовательности вызовов функций. Компоненты, представленные на рис. 11.6, следует рассматривать лишь как малую толику библиотеки классов, которую можно использовать для PVM-программ и многопоточных PVM-программ. Те же методы можно применять для взаимодействия между параллельно выполняемыми задачами, которые не являются частью PVM-среды. Ведь существует множество приложений, которые требуют реализации параллельности, но не нуждаются во всей полноте функционирования механизма PVM-cреды. Для таких приложений вполне достаточно использования функций ехес(), fork () или pvm_spawn (). Примерами таких приложений могут служить программы, которые требуют создания нескольких параллельно выполняемых процессов, и приложения типа «клиент-сервер». Для таких нePVM - или неМРI-приложений также может потребоваться организация межпроцессного взаимодействия. Для параллельно выполняемых процессов, создаваемых посредством fork-exec- последовательности вызовов или функций pvm_spawn, имело бы смысл поддерживать потоковое представление данных. Понятие объектно-ориентированного потока данных можно также расширить с помощью каналов и FIFO-очередей.