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2024-07-12
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スレッド: プロセス内のエンティティであり、CPU のスケジューリングとディスパッチの基本単位です。スレッド自体は基本的にシステム リソースを所有せず、実行に必要な少数のリソース (プログラム カウンター、レジスタのセット、スタックなど) のみを所有しますが、プロセスが所有するすべてのリソースを他のスレッドと共有できます。同じプロセスに属するもの。スレッドは別のスレッドを作成および破棄でき、同じプロセス内の複数のスレッドを同時に実行できます。スレッドは動作中に断続的な動作を示します。 (上記は「コンピュータ レベル 4 チュートリアル - オペレーティング システムの原則」からのものです)
スレッドに関しては、プロセスの定義について話す必要があります。プロセスとは、システム内のリソースの割り当てとスケジューリングを行うための、特定の独立した機能を持つプログラムです。 (上記は「コンピュータ レベル 4 チュートリアル - オペレーティング システムの原則」からのものです)
プロセスの定義は少し複雑です。プロセスがプログラム、データ、プロセス制御ブロックで構成されているものを見てみましょう。このうち、プログラムはプロセス定義における「ある独立した機能をもつプログラム」に相当しますが、プロセスにはプログラムそのもののほかにデータ(リソースとして理解できます)やプロセス制御ブロックも必要です。データおよびプロセス制御ブロックは、プログラムの実行時に不可欠なリソースです。プログラムはこれらのリソースに依存して、対応するアクティビティ (いわゆる「プロセス」) を実行します。
プロセスの 2 つの基本プロパティ:
プロセスは、リソースを所有できる独立した単位です。
プロセスは、独立してスケジュールおよびディスパッチできる基本単位です。
スレッドが最初に確立されたとき、スレッドはプロセスの上記 2 つの属性を分離することで、「CPU のスケジューリングとディスパッチの基本単位」を構成しました。これにより、プロセス内に多数のスレッドが存在し、オペレーティング システムがスケジュールを設定できるようになります。スレッドのディスパッチにより、プロセスの並列実行を同時に実現でき、同じプロセス下のスレッドがプロセスのすべてのリソースを共有できるため、同じプロセス内の異なるスレッドによるプロセス リソースへのアクセスを満たすことができます。スレッドの出現により、プロセスの 2 つの属性が巧みに分離され、プロセスが並列実行のニーズをより適切に処理できるようになります。
スレッドは実行中の関数です。 POSIX スレッドは標準のセットであり、実装のセットではありません。他にも、openmp スレッドなどの標準があります。
スレッド識別子: pthread_t (具体的な内容はわかりません。各社実装方法が異なります。Linux では int です)
px axm コマンドは、プロセスとスレッド (プロセス内のスレッドを表す) を表示します。 px ax -L で軽量スレッドを表示します。
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2); 2 つのスレッドの ID 番号を比較します。それらが同じである場合は 0 以外が返され、異なる場合は 0 が返されます。
pthread_t pthread_self(void); 現在のスレッドのスレッド ID を取得します。
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
スレッドのスケジューリングは、スケジューラの戦略によって異なります。
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <string.h>
-
- void* myfunc(void *p)
- {
- puts("Thread is run!");
-
- printf("thread %ld n",pthread_self());
- return NULL;
- }
-
- int main()
- {
- puts("Begin!");
- pthread_t tid;
- int ret;
- ret = pthread_create(&tid,NULL,myfunc ,NULL);
- if(ret)
- {
- fprintf(stderr,"%s n",strerror(ret));
- exit(1);
- }
- printf("main %ld n",pthread_self());
-
-
-
- puts("End!");
- }
1. スレッドはスタートアップルーチンから戻り、戻り値はスレッドの終了コードになります。
2. スレッドは、同じプロセス内の他のスレッドによってキャンセルできます。
3. スレッドは pthread_exit() 関数を呼び出します。 void pthread_exit(void *retval);
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval); プロセスの待機に相当し、死体を回収するために使用されます。
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <string.h>
-
- void* myfunc(void *p)
- {
- puts("Thread is run!");
-
- pthread_exit(NULL);//线程专用清理函数。
- // return NULL;
- }
-
-
- int main()
- {
- puts("Begin!");
- pthread_t tid;
- int ret;
- ret = pthread_create(&tid,NULL,myfunc ,NULL);
- if(ret)
- {
- fprintf(stderr,"%s n",strerror(ret));
- exit(1);
- }
- pthread_join(tid,NULL); //收尸
-
- puts("End!");
- }
pthread_cleanup_push(); //atexit と同等
pthread_cleanup_pop(); //データをアクティブにフェッチすることと同等。
void pthread_cleanup_push(void (*routine)(void *) は、前処理を表示するためのマクロ、gcc -E の実装です。
void *引数);
void pthread_cleanup_pop(intexecute); // 呼び出すかどうかを選択します。マクロで実装され、ペアで表示される必要があります
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <string.h>
-
-
- void cleanup_fun(void*p)
- {
- puts(p);
- }
-
- void* myfunc(void *p)
- {
- puts("Thread is run!");
-
- pthread_cleanup_push(cleanup_fun,"cleanup:1");
- pthread_cleanup_push(cleanup_fun,"cleanup:2");
- pthread_cleanup_push(cleanup_fun,"cleanup:3");
-
- puts("push over!");
-
-
-
- pthread_exit(NULL);//线程专用清理函数。
- // return NULL;
- pthread_cleanup_pop(1) //线程退出后,全部都会调用;
- pthread_cleanup_pop(0);
- pthread_cleanup_pop(1);
- }
-
-
- int main()
- {
- puts("Begin!");
- pthread_t tid;
- int ret;
- ret = pthread_create(&tid,NULL,myfunc ,NULL);
- if(ret)
- {
- fprintf(stderr,"%s n",strerror(ret));
- exit(1);
- }
- pthread_join(tid,NULL); //收尸
-
- puts("End!");
- }
実行中のスレッドが死体を収集したい場合は、最初にキャンセル (pthread_cancel) してから、死体を収集 (pthread_join) する必要があります。
スレッドのキャンセル: int pthread_cancel(pthread_t thread);
キャンセルには、許可と不許可の 2 つのステータスがあります。
キャンセルは許可されません: コードの実行は影響を受けずに続行されます。
許可されるキャンセルは、非同期キャンセルと遅延キャンセル (デフォルト) -> キャンセル時点までの遅延応答に分けられます。
キャンセルポイント: Posix によって定義されたキャンセルポイントは、輻輳を引き起こす可能性のあるシステムコールです。
pthread_setcancelstate: キャンセル状態を設定できます。
pthread_setcanceltype: キャンセル方法を設定できます。
pthread_testcancel: この関数は何もせず、ポイントをキャンセルするだけです。
スレッドの切り離し: int pthread_detach(pthread_t thread);
動的モジュール単一初期化関数: int pthread_once(pthread_once_t *once_control,
void (*init_routine)(void));
pthread_once_t once_control = PTHREAD_ONCE_INIT;
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (RIGHT-LEFT+1)
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,&i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- pthread_join(tid[i-LEFT],NULL);
- }
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
-
- i = *(int*)p;
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("%d is a primer n",i);
- pthread_exit(NULL);
- return NULL;
- }
上記のコードを実行すると競合が発生します。パラメータはアドレスによって渡されるため、データは * によって取得する必要があり、前のスレッドが操作を実行したかどうかは保証されません。最も簡単な方法は、値の受け渡しを使用することです。
プライマー0.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (RIGHT-LEFT+1)
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,(void *)i);
- // err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,&i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- pthread_join(tid[i-LEFT],NULL);
- }
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
-
- i = (int)p;
- // i = *(int*)p;
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("%d is a primer n",i);
- pthread_exit(NULL);
- return NULL;
- }
プライマー0_e.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (RIGHT-LEFT+1)
-
- struct thr_arg_st
- {
- int n;
- };
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- struct thr_arg_st* p;
- void *ptr;
- for(i =LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- p = malloc(sizeof(*p));
- if(p ==NULL)
- {
- perror("malloc");
- exit(1);
- }
- p->n = i;
- err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,p); // p就是结构体指针就是n的地址
- // err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,&i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- //free 不能在这里free,必须取走数据在free
- }
-
- for(i=LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- pthread_join(tid[i-LEFT],&ptr);// 收尸并且接受返回参数。
- free(ptr);
-
- }
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
-
- i = ((struct thr_arg_st*)p)->n;
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("%d is a primer n",i);
- pthread_exit(p); //返回值返回p
- return NULL;
- }
追加.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define FILENAME "/tmp/out"
- #define THRNUM (20)
-
- void* thr_add(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =0;i<=THRNUM;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_add,NULL);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=0;i<=THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_add(void*p)
- {
- FILE*fp;
- char line_buf[1024];
- int len_size = 1024;
- fp = fopen(FILENAME,"r+");
-
- fgets(line_buf,len_size,fp);
-
- fseek(fp,0,SEEK_SET);
-
- fprintf(fp,"%d n",atoi(line_buf)+1);
-
- fclose(fp);
-
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
20 個のスレッドが同時にファイル内のデータを読み書きすると、競合や競合が発生する可能性があります。 1 つのスレッドが書き込む前に、別のスレッドが最後のデータを読み取ります。
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <error.h>
- #include <string.h>
- #include <unistd.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/stat.h>
- #include <fcntl.h>
- #include <errno.h>
- #include <signal.h>
- #include <pthread.h>
-
- #include "mytbf.h"
-
- struct mytbf_st
- {
- int cps;
- int burst;
- int token;
- int pos;
- pthread_mutex_t mut;
- };
- static pthread_mutex_t mut_job = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
- static pthread_t tid_alrm;
- pthread_once_t init_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
-
- static struct mytbf_st* job[MYTBF_MAX];
-
- typedef void (*sighandler_t)(int);
-
-
- static int get_free_pos_unlocked(void)
- {
- for(int i=0;i< MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i]==NULL)
- return i;
- }
- return -1;
- }
-
- static void* thr_alrm(void*p)
- {
- while(1)
- {
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
- for(int i=0;i<MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i] != NULL)
- {
- pthread_mutex_lock(&job[i]->mut);
- job[i]->token += job[i]->cps;
- if(job[i]->token >job[i]->burst )
- {
- job[i]->token = job[i]->burst;
- }
- pthread_mutex_unlock(&job[i]->mut);
- }
- }
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
-
- static void module_unload()
- {
- pthread_cancel(tid_alrm);
- pthread_join(tid_alrm,NULL);
- //只能一个人掉,二个人调用容易出差
- for(int i=0;i<MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i]!=NULL)
- {
- mytbf_destroy(job[i]);
- }
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut_job);
-
- }
-
- static void module_load()
- {
- int err;
- err = pthread_create(&tid_alrm,NULL,thr_alrm,NULL);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"create errorn");
- exit(1);
- }
- atexit(module_unload);
- }
-
- mytbf_t* mytbf_init(int cps ,int burst) //C语言中,void*可以赋值给任何类型的指针,任何类型的指针也都可以赋值给void*
- {
- struct mytbf_st*me;
- int pos;
- pthread_once(&init_once,module_load); //只初始化一次
- me = malloc(sizeof(*me));
- if(me == NULL)
- return NULL;
-
- me->cps = cps;
- me->burst = burst;
- me->token = 0;
-
- pthread_mutex_init(&me->mut,NULL);
-
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
-
- pos = get_free_pos_unlocked();
- if(pos < 0)
- {
-
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- free(me);
- return NULL;
- }
- me->pos = pos;
- job[pos] = me;
-
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
-
- return me;
-
- }
- int mytbf_fetchtoken(mytbf_t*ptr,int size) //获取token
- {
- if(size <= 0)
- return -EINVAL; //参数非法
- struct mytbf_st*me = ptr;
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
- while(me->token <= 0 ) //token为空就等待
- {
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- sched_yield();
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
- }
-
- int n = (me->token>size?size:me->token);
- me->token -= n;
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- return n;
- }
-
- int mytbf_returntoken(mytbf_t*ptr,int size) //返还token
- {
- if(size<=0)
- return -EINVAL;
- struct mytbf_st*me = ptr;
-
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
-
- me->token+= size;
- if(me->token > me->burst)
- me->token = me->burst;
-
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- return size;
- }
-
- int mytbf_destroy(mytbf_t*ptr)
- {
- struct mytbf_st *me;
- me = ptr;
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
- job[me->pos] = NULL;
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- pthread_mutex_destroy(&me->mut);
- free(ptr);
- return 0;
-
- }
これはロックに相当し、操作する前にロックを解除する必要があります。 (クエリメソッド)
man pthread_mutex_init がエラーを報告した場合は、依存関係をインストールしてください。
sudo apt-get をインストール manpages-posix manpages-posix-dev
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex); //ロックを破棄します。
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *ミューテックスを制限する、
const pthread_mutexattr_t *動的初期化を制限します);
pthread_mutex_t ミューテックス = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); //ロックを解除
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);//ロックを試行し、そうでない場合は実行を続行します
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);// ロックを解除
追加.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define FILENAME "/tmp/out"
- #define THRNUM (20)
-
- pthread_mutex_t mut = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
-
- void* thr_add(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =0;i<THRNUM;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_add,NULL);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=0;i<THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut);
- return 0;
- }
-
- void* thr_add(void*p)
- {
- FILE*fp;
- char line_buf[1024];
- int len_size = 1024;
-
- pthread_mutex_lock(&mut);
-
-
- fp = fopen(FILENAME,"r+");
- fgets(line_buf,len_size,fp);
-
- fseek(fp,0,SEEK_SET);
-
- fprintf(fp,"%d n",atoi(line_buf)+1);
- fclose(fp);
- pthread_mutex_unlock(&mut);
-
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
ABCD
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define FILENAME "/tmp/out"
- #define THRNUM (4)
-
- pthread_mutex_t mut = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
-
- void* thr_abcd(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =0;i<THRNUM;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_abcd,(void*)i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
- alarm(2);
-
- for(i=0;i<THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut);
- return 0;
- }
-
- void* thr_abcd(void*p)
- {
- int c = 'a'+ (int)p;
- while(1)
- {
- write(1,&c,1);
- }
-
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
ABCD
ロックとロック解除にはチェーンを使用します。
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define FILENAME "/tmp/out"
- #define THRNUM (4)
-
- pthread_mutex_t mut[THRNUM];
-
- void* thr_abcd(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =0;i<THRNUM;i++)
- {
- pthread_mutex_init(mut+i,NULL); //初始化四个锁
- pthread_mutex_lock(mut+i);
-
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_abcd,(void*)i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
- pthread_mutex_unlock(mut+0);
- alarm(2);
-
- for(i=0;i<THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut);
- return 0;
- }
- int next(int n)
- {
- if(n +1 ==THRNUM)
- return 0;
- return n+1;
- }
- void* thr_abcd(void*p)
- {
- int c = 'a'+ (int)p;
- int n = (int)p;
- while(1)
- {
- pthread_mutex_lock(mut+n);
- write(1,&c,1);
- pthread_mutex_unlock(mut+next(n) );
- }
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
プールアルゴリズムで素数計算を実装(クエリ方式)
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (RIGHT-LEFT+1)
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,(void *)i);
- // err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,&i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- pthread_join(tid[i-LEFT],NULL);
- }
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
-
- i = (int)p;
- // i = *(int*)p;
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("%d is a primer n",i);
- pthread_exit(NULL);
- return NULL;
- }
通信に関する通知法。
pthread_cond_t は、cond を破棄します。
int pthread_cond_init(pthread_cond_t *制限条件、
const pthread_condattr_t *属性を制限します。
pthread_cond_t 条件 = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //待っている人全員を起こしてください。
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);//待機を解除する
int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond を制限, //タイムアウト待機
pthread_mutex_t *ミューテックスを制限する、
const struct timespec *abstime を制限します。
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *restrict cond, //死等
pthread_mutex_t *ミューテックスを制限する);
mytbf.c (通知方法)
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <error.h>
- #include <string.h>
- #include <unistd.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/stat.h>
- #include <fcntl.h>
- #include <errno.h>
- #include <signal.h>
- #include <pthread.h>
-
- #include "mytbf.h"
-
- struct mytbf_st
- {
- int cps;
- int burst;
- int token;
- int pos;
- pthread_mutex_t mut;
- pthread_cond_t cond;
-
- };
- static pthread_mutex_t mut_job = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
- static pthread_t tid_alrm;
- pthread_once_t init_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
-
- static struct mytbf_st* job[MYTBF_MAX];
-
- typedef void (*sighandler_t)(int);
-
-
- static int get_free_pos_unlocked(void)
- {
- for(int i=0;i< MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i]==NULL)
- return i;
- }
- return -1;
- }
-
- static void* thr_alrm(void*p)
- {
- while(1)
- {
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
- for(int i=0;i<MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i] != NULL)
- {
- pthread_mutex_lock(&job[i]->mut);
- job[i]->token += job[i]->cps;
- if(job[i]->token >job[i]->burst )
- {
- job[i]->token = job[i]->burst;
- }
- pthread_cond_broadcast(&job[i]->cond);
- pthread_mutex_unlock(&job[i]->mut);
- }
- }
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- sleep(1);
- }
- return NULL;
- }
-
- static void module_unload()
- {
- pthread_cancel(tid_alrm);
- pthread_join(tid_alrm,NULL);
- //只能一个人掉,二个人调用容易出差
- for(int i=0;i<MYTBF_MAX;i++)
- {
- if(job[i]!=NULL)
- {
- mytbf_destroy(job[i]);
- }
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut_job);
-
- }
-
- static void module_load()
- {
- int err;
- err = pthread_create(&tid_alrm,NULL,thr_alrm,NULL);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"create errorn");
- exit(1);
- }
- atexit(module_unload);
- }
-
- mytbf_t* mytbf_init(int cps ,int burst) //C语言中,void*可以赋值给任何类型的指针,任何类型的指针也都可以赋值给void*
- {
- struct mytbf_st*me;
- int pos;
- pthread_once(&init_once,module_load); //只初始化一次
- me = malloc(sizeof(*me));
- if(me == NULL)
- return NULL;
-
- me->cps = cps;
- me->burst = burst;
- me->token = 0;
-
- pthread_mutex_init(&me->mut,NULL);
- pthread_cond_init(&me->cond,NULL);
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
-
- pos = get_free_pos_unlocked();
- if(pos < 0)
- {
-
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- free(me);
- return NULL;
- }
- me->pos = pos;
- job[pos] = me;
-
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
-
- return me;
-
- }
- int mytbf_fetchtoken(mytbf_t*ptr,int size) //获取token
- {
- if(size <= 0)
- return -EINVAL; //参数非法
- struct mytbf_st*me = ptr;
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
- while(me->token <= 0 ) //token为空就等待
- {
- pthread_cond_wait(&me->cond,&me->mut); //解锁等待,等待conad_broadcast和conad_signal的到来
-
- /*
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- sched_yield();
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
- */
- }
-
-
- int n = (me->token>size?size:me->token);
- me->token -= n;
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- return n;
- }
-
- int mytbf_returntoken(mytbf_t*ptr,int size) //返还token
- {
- if(size<=0)
- return -EINVAL;
- struct mytbf_st*me = ptr;
-
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
-
- me->token+= size;
- if(me->token > me->burst)
- me->token = me->burst;
- pthread_cond_broadcast(&me->cond);
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- return size;
- }
-
- int mytbf_destroy(mytbf_t*ptr)
- {
- struct mytbf_st *me;
- me = ptr;
- pthread_mutex_lock(&mut_job);
- job[me->pos] = NULL;
- pthread_mutex_unlock(&mut_job);
- pthread_mutex_destroy(&me->mut);
- pthread_cond_destroy(&me->cond);
- free(ptr);
- return 0;
-
- }
プライマー0_プール.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
- #include <sched.h>
-
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (4)
-
- static int num = 0;
- static pthread_mutex_t mut = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
- static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
-
- for(i =0;i<=THRNUM;i++)
- {
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_prime,(void *)i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
- //下发任务
- for(i=LEFT;i<RIGHT;i++)
- {
- pthread_mutex_lock(&mut);
- while(num !=0) //不是0就需要等待任务被取走
- {
- pthread_cond_wait(&cond,&mut);
- }
-
- num = i; //下发任务
- pthread_cond_signal(&cond); //下游叫醒任意一个
- pthread_mutex_unlock(&mut);
- }
- pthread_mutex_lock(&mut);
- while(num!= 0)
- {
- pthread_mutex_unlock(&mut);
- sched_yield(); //出让调度器给别的线程
- }
- num = -1; //用于线程退出
- pthread_cond_broadcast(&cond);
-
- pthread_mutex_unlock(&mut);
-
- for(i=0;i<=THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
- pthread_mutex_destroy(&mut);
- pthread_cond_destroy(&cond);
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
- while(1)
- {
- pthread_mutex_lock(&mut);
- while(num == 0)
- {
- pthread_cond_wait(&cond,&mut);
- }
- if(num == -1)
- {
- pthread_mutex_unlock(&mut); //走到这里必须要解锁。
- break;
- }
-
- i= num;
- num = 0;
- pthread_cond_broadcast(&cond);
-
- pthread_mutex_unlock(&mut);
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("[%d]%d is a primer n",(int)p,i);
- }
-
- pthread_exit(NULL);
- return NULL;
- }
abcd_cond.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
-
- #define FILENAME "/tmp/out"
- #define THRNUM (4)
-
- pthread_mutex_t mut = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
- pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
- int num;
-
- void* thr_abcd(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
- for(i =0;i<THRNUM;i++)
- {
-
- err= pthread_create(tid+(i),NULL,thr_abcd,(void*)i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- alarm(2);
-
- for(i=0;i<THRNUM;i++)
- {
- pthread_join(tid[i],NULL);
- }
- pthread_cond_destroy(&cond);
- pthread_mutex_destroy(&mut);
- return 0;
- }
- int next(int n)
- {
- if(n +1 ==THRNUM)
- return 0;
- return n+1;
- }
- void* thr_abcd(void*p)
- {
- int c = 'a'+ (int)p;
- int n = (int)p;
- while(1)
- {
- pthread_mutex_lock(&mut);
- while(num != n)
- {
- pthread_cond_wait(&cond,&mut);
- }
- write(1,&c,1);
- num = next(num);
- pthread_cond_broadcast(&cond);
- pthread_mutex_unlock(&mut );
- }
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
ミューテックスは bool 型で、セマフォは int 型です。十分でない場合は待機します。
マイセム
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <string.h>
- #include <unistd.h>
- #include "mysem.h"
-
- struct mysem_st
- {
- int value;
- pthread_mutex_t mut;
- pthread_cond_t cond;
-
- };
-
- mysem_t* mysem_init(int initval)
- {
- struct mysem_st*me;
- me = malloc(sizeof(*me));
- if(me==NULL)
- return NULL;
- me->value = initval;
- pthread_mutex_init(&me->mut,NULL);
- pthread_cond_init(&me->cond,NULL);
-
- return me;
-
- }
-
- int mysem_add(mysem_t*ptr ,int n)
- {
- struct mysem_st*me = ptr;
-
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
-
- me->value+= n;
- pthread_cond_broadcast(&me->cond);
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
-
- return n;
- }
-
- int mysem_sub(mysem_t*ptr ,int n )
- {
- struct mysem_st*me = ptr;
-
- pthread_mutex_lock(&me->mut);
- while(me->value <n)
- {
- pthread_cond_wait(&me->cond,&me->mut);
- }
- me->value -=n;
-
- pthread_mutex_unlock(&me->mut);
- return n;
- }
-
- void mysem_destroy(mysem_t*ptr)
- {
- struct mysem_st*me = ptr;
- pthread_mutex_destroy(&me->mut);
- pthread_cond_destroy(&me->cond);
- free(me);
- }
-
-
-
マイセム
- #ifndef MYSEM_H
- #define MYSEM_H
-
- typedef void mysem_t;
-
- mysem_t* mysem_init(int initval);
-
- int mysem_add(mysem_t*,int);
-
- int mysem_sub(mysem_t*,int);
-
- void mysem_destroy(mysem_t*);
-
-
-
- #endif
メイン.c
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <unistd.h>
- #include <string.h>
- #include <pthread.h>
- #include "mysem.h"
-
- #define LEFT 30000000
- #define RIGHT 30000200
- #define THRNUM (RIGHT-LEFT+1)
-
- #define N 4
- static mysem_t* sem;
-
- void* thr_prime(void*p);
-
- int main()
- {
- pthread_t tid[THRNUM];
- int i,j,mark;
- int err;
-
- sem = mysem_init(N);
- if(sem ==NULL)
- {
- fprintf(stderr,"mysem_init n");
- exit(1);
- }
-
- for(i =LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- mysem_sub(sem,1);
-
- err= pthread_create(tid+(i-LEFT),NULL,thr_prime,(void *)i);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"pthread_create():%sn",strerror(err));
- }
- }
-
- for(i=LEFT;i<=RIGHT;i++)
- {
- pthread_join(tid[i-LEFT],NULL);
- }
-
- mysem_destroy(sem);
-
- return 0;
- }
-
- void* thr_prime(void*p)
- {
- int i,j,mark;
-
- i = (int)p;
- // i = *(int*)p;
-
- mark = 1;
- for(j=2;j<i/2;j++)
- {
- if(i%j ==0)
- {
- mark = 0;
- break;
- }
- }
- if(mark)
- printf("%d is a primer n",i);
-
- sleep(5); //ps ax -L 可以观察到对线程进行了限制,只创建了四个线程
-
- mysem_add(sem,1);
- pthread_exit(NULL);
-
- return NULL;
- }
メイクファイル
- all:mysem
- CFLAGS+=-g -Wall -pthread
- LDFLAGS+= -pthread
-
- mysem:main.o mysem.o
- gcc $^ $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $@
-
- clean:
- rm -rf *.o mysem
ミューテックスとセマフォの包括的な使用。読み取りロック (セマフォ) と書き込みロック (ミューテックス) に分かれています。通常、読み書きには上限を設定する必要があります。
作家が餓死するのを防ぐ必要がある。
pthread_create の 2 番目のパラメータはスレッドの属性です。
pthread_attr_init() メソッドは、attr を初期化します。
pthread_attr_destroy() メソッドは、attr をデストロイヤーとして呼び出します。
テスト プログラムによって作成されるスレッドの最大数。 ()
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
-
- void* func(void)
- {
- int i;
-
- // printf("%pn",&i);
- pthread_exit(NULL);
- return NULL;
- }
-
- int main()
- {
- int err;
- pthread_t tid;
- pthread_attr_t attr;
- pthread_attr_init(&attr);
- pthread_attr_setstacksize(&attr,1024*1024); //1mb
-
- int i = 0;
- for(;;i++)
- {
- err = pthread_create(&tid,&attr,func,NULL);
- if(err)
- {
- fprintf(stderr,"create errn");
- break;
- }
- }
- printf("max = %d n",i);
- pthread_attr_destroy(&attr);
- return 0;
- }
ミューテックスのプロパティ:
pthread_mutexattr_init() メソッドは、attr を初期化します。
pthread_mutexattr_destroy() を参照してください。
int pthread_mutexattr_getpshared(const pthread_mutexattr_t *attr, //プロセス間で動作します
pshared は、 pshared のインスタンスです。
int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr,
int pshared);
// ファイル記述子配列を共有できる子プロセスを作成します。共有しないことも選択できます。 Linux ではプロセスとスレッドの区別はありません
int clone(int (*fn)(void *)、void *stack、int flags、void *arg、...
/* pid_t *親_tid、void *tls、pid_t *子_tid */ );
int pthread_mutexattr_gettype(const pthread_mutexattr_t *制限属性、
int *制限型);
int pthread_mutexattr_settype(pthread_mutexattr_t *attr, int タイプ);
条件変数のプロパティ:
pthread_condattr_t 内の attr を破棄します。
pthread_condattr_init() メソッドは、引数 attr を int として渡します。
読み取り/書き込みロックのプロパティ:
リエントラント関数とは、単に中断できる関数のことです。つまり、実行中にいつでもこの関数を中断し、非リエントラント関数に戻るときに OS スケジューリングに移行して別のコードを実行できます。関数はグローバル変数領域や割り込みベクタテーブルなどの一部のシステムリソースを使用するため、それらの関数が中断されると、マルチタスク環境で問題が発生する可能性があります。
マルチスレッドでの IO。 ロック解除された関数は次で終了します (非再入可能関数、マルチスレッド同時実行はサポートされていません)。 man putc_unlocked、サポートされていない IO 操作を表示します。
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
int sigwait(const sigset_t *set, int *sig);
int pthread_kill(pthread_t スレッド、int sig);
公式ウェブサイトを参照してください: www.OpenMp.org
Openmp 構文タグは gcc4.0 以降でサポートされます。わずか数個の CPU でどれくらいの同時実行を達成できるでしょうか?
こんにちはC
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
-
- int main()
- {
- #pragma omp parallel //实现并发
- {
- puts("Hello ");
- puts(" World");
- }
- return 0;
- }
メイクファイル
CFLAGS += -Wall -fopenmp
make hello をコンパイルして実行します。
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <omp.h>
-
- int main()
- {
- #pragma omp parallel sections
- {
- #pragma omp section
- printf("[%d:]Hello n",omp_get_thread_num() );
- #pragma omp section
- printf("[%d:]World n",omp_get_thread_num() );
- }
- return 0;
- }