класс ara::shwa::TaskHandler

Класс ara::shwa::TaskHandler служит для выполнения задач на аппаратных ускорителях через отправку в очередь [AP_SWS_SHWA_01203]. Новые экземпляры создаются потокобезопасным образом через статический фабричный метод Create(), возвращающий ошибки в ara::core::Result [AP_SWS_SHWA_01202]. Через SingleTask, а также ParallelFor на целевое устройство могут передаваться одиночные или параллельные по данным вычислительные шаги. Хотя инстанцирование потокобезопасно, отправка задач не является потокобезопасной и требует внешней синхронизации при параллельном доступе.

больше ›

Контекст

Класс ara::shwa::TaskHandler как финальный класс (final) является частью модуля аппаратного ускорения (shwa) в рамках AUTOSAR Adaptive Platform. Он функционирует как центральный интерфейс для передачи и выполнения вычислительных задач на выбранном целевом устройстве (Device). В структуре программной архитектуры класс выполняет роль посредника между использующим программным компонентом и базовой инфраструктурой исполнения.

Взаимодействие происходит преимущественно между двумя системными участниками: вызывающим приложением и выбранным аппаратным ускорителем либо его очередью задач. Вычислительные операции, определенные приложением, принимаются через интерфейсы ara::shwa::TaskHandler и пересылаются в устройство в виде постановок в очередь [AP_SWS_SHWA_01203]. Это позволяет выполнять как отдельные вычислительные шаги, так и шаблоны обработки с параллелизмом по данным [AP_SWS_SHWA_01204]. Интерпретация: класс, по-видимому, инкапсулирует специфичные для устройства очереди, чтобы компоненты приложения могли управлять ресурсами ускорителя без привязки к низкоуровневым деталям аппаратного обеспечения. Вопрос (открытый)

Жизненный цикл

Жизненный цикл экземпляра ara::shwa::TaskHandler контролируется строгим паттерном «фабрика». Инстанцирование осуществляется исключительно через статический фабричный метод Create() [AP_SWS_SHWA_01202]. Поскольку класс объявлен как final, специализация через наследование исключена. Созданный объект возвращается упакованным в ara::core::Result<TaskHandler>, вследствие чего успешность инициализации должна проверяться явно [AP_SWS_SHWA_01202].

В отношении параллелизма и потокобезопасности класс обладает дифференцированными свойствами:

• Инстанцирование: вызов статического метода Create() потокобезопасен (thread-safe) [AP_SWS_SHWA_01202]. Таким образом, несколько потоков могут параллельно создавать новые экземпляры обработчика через фабричный путь.
• Отправка задач: методы передачи рабочих заданий, SingleTask [AP_SWS_SHWA_01203] и ParallelFor [AP_SWS_SHWA_01204], явно специфицированы как непотокобезопасные (not thread-safe). Следовательно, к отдельному экземпляру TaskHandler нельзя нескоординированно обращаться из нескольких потоков одновременно; синхронизация возлагается на вызывающую сторону.
• Безопасность исключений: все методы интерфейса объявлены как noexcept и гарантируют безопасность исключений (exception safe) [AP_SWS_SHWA_01202], [AP_SWS_SHWA_01203], [AP_SWS_SHWA_01204]. В Create() также применяется семантика отката (rollback_semantics) в случае сбоя инициализации [AP_SWS_SHWA_01202].

Права владения остаются за использующим компонентом, который удерживает экземпляр и уничтожает его, как только постановка новых задач в очередь больше не требуется.

Путь использования

Типичный рабочий процесс подразделяется на этапы создания, конфигурации задания и передачи задачи. Сначала приложение запрашивает новый экземпляр через ara::shwa::TaskHandler::Create() [AP_SWS_SHWA_01202]. После успешной валидации ara::core::Result объект готов к приему рабочих заданий.

Затем приложение выбирает подходящий метод передачи в зависимости от шаблона обработки:

• Для индивидуальных вычислительных задач вызывается SingleTask(cfg), в результате чего переданная в качестве параметра функция задачи ставится в очередь выбранного целевого устройства [AP_SWS_SHWA_01203].
• Для параллельных по данным шаблонов обработки доступен шаблон функции ParallelFor(bufferSize, cfg) [AP_SWS_SHWA_01204]. При этом, помимо конфигурации, дополнительно передается размер буфера (bufferSize) для управления параллельной обработкой по нескольким элементам данных на устройстве-ускорителе.

Интерпретация: параметр шаблона T, вероятно, представляет собой вызываемую функцию, лямбда-выражение или соответствующую конфигурацию задачи, которая инкапсулирует исполняемую логику вычислений на Device. Вопрос Q-2fca8604440b44e9 (открытый)

Диаграмма последовательности: цепочка взаимодействия от инстанцирования до постановки задач в очередь устройства. Источники: [AP_SWS_SHWA_01202], [AP_SWS_SHWA_01203], [AP_SWS_SHWA_01204]

Сценарии ошибок

Обработка ошибок в ara::shwa::TaskHandler следует парадигме без использования исключений (noexcept) Adaptive Platform.

Состояния ошибок возникают преимущественно во время инстанцирования:

• Фабричный метод Create() сообщает о неудачах через канал ошибок в возвращаемом значении ara::core::Result [AP_SWS_SHWA_01202].
• В качестве конкретного идентификатора ошибки определен ShwaErrorCode::kRuntime, сигнализирующий об общих ошибках времени выполнения при создании объекта [AP_SWS_SHWA_01202]. Благодаря заданной семантике отката гарантируется, что в случае сбоя не возникнет частично инициализированных состояний или утечек ресурсов [AP_SWS_SHWA_01202].

Вызовы SingleTask [AP_SWS_SHWA_01203] и ParallelFor [AP_SWS_SHWA_01204] не возвращают значения (void) и не возбуждают исключений. Поэтому вызывающие стороны должны убедиться, что экземпляр обработчика действителен, а обращения при параллельных потоках синхронизированы извне.