C 中的逻辑问题。定义 pthread 上的交互次数
Logic problem in C. Define number of interactions on pthreads
所以我有这些代码，我想手动定义我的交互数量，所以对于每个线程，基本上我定义了 10 个交互，所以每个线程将计算一个 10 的块。如果我这样做，线程将不会运行在前 10 个之后。
基本上我想要的是每次线程完成计算 10 个交互并执行另一个十个块，假设 10 个交互中的 100 个有 10 个块我想要例如 4 个线程工作每个线程在完成时计算一个块并抓住另一个块
有人能帮忙吗？
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NTHREADS 4
#define ARRAYSIZE 1000000
#define ITERATIONS ARRAYSIZE / NTHREADS
double sum=0.0, a[ARRAYSIZE];
pthread_mutex_t sum_mutex;
void *do_work(void *tid)
{
int i, start, *mytid, end;
double mysum=0.0;
/* Initialize my part of the global array and keep local sum */
mytid = (int *) tid;
start = (*mytid * ITERATIONS);
end = start + ITERATIONS;
printf ("Thread %d doing iterations %d to %d\n",*mytid,start,end-1);
for (i=start; i < end ; i++) {
a[i] = i * 1.0;
mysum = mysum + a[i];
}
/* Lock the mutex and update the global sum, then exit */
pthread_mutex_lock (&sum_mutex);
sum = sum + mysum;
pthread_mutex_unlock (&sum_mutex);
pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, start, tids[NTHREADS];
pthread_t threads[NTHREADS];
pthread_attr_t attr;
/* Pthreads setup: initialize mutex and explicitly create threads in a
joinable state (for portability). Pass each thread its loop offset */
pthread_mutex_init(&sum_mutex, NULL);
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
tids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], &attr, do_work, (void *) &tids[i]);
}
/* Wait for all threads to complete then print global sum */
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
printf ("Done. Sum= %e \n", sum);
sum=0.0;
for (i=0;i<ARRAYSIZE;i++){
a[i] = i*1.0;
sum = sum + a[i]; }
printf("Check Sum= %e\n",sum);
/* Clean up and exit */
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&sum_mutex);
pthread_exit (NULL);
}
我已经尝试了无数次，但无法理解这样做的逻辑。也许在 void 中有一个 while 循环？？有什么想法吗？
您可以使用任何线程池库来完成它。我修改了代码并添加了一个额外的变量 index_to_start 来决定从哪里开始计数。
代码添加了注释，大家可以看一下。
对于此类问题，我建议使用线程池库，它将处理大部分工作。
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NTHREADS 4
#define ARRAYSIZE 1000000
#define ITERATIONS ARRAYSIZE / NTHREADS
// every thread will process BLOCK_SIZE numbers from array
#define BLOCK_SIZE 1000
double sum = 0.0, a[ARRAYSIZE];
// a mutex for index_to_start
pthread_mutex_t sum_mutex, index_mutex;
// this index tells thread that from where to start
static int index_to_start = 0;
void *do_work(void *tid)
{
int i, start, *mytid, end;
double mysum = 0.0;
/* Initialize my part of the global array and keep local sum */
mytid = (int *)tid;
// thread will be working untill index_to_start is less that ARRAYSIZE
while (1) {
// since index_to_start is shared, lock it
pthread_mutex_lock(&index_mutex);
if (index_to_start >= ARRAYSIZE) {
pthread_mutex_unlock(&index_mutex);
break;
}
// this is from where it should start counting
start = index_to_start;
// to find end just add BLOCK_SIZE to index_to_start and if it is going beyond ARRAYSIZE
// just assign it to ARRAYSIZE
if ((start + BLOCK_SIZE) < ARRAYSIZE)
index_to_start = end = start + BLOCK_SIZE;
else
index_to_start = end = ARRAYSIZE;
// we are done with index_to_star, unlock the mutex
pthread_mutex_unlock(&index_mutex);
mysum = 0;
printf ("Thread %d doing iterations %d to %d\n", *mytid, start, end-1);
for (i = start; i < end ; i++) {
a[i] = i * 1.0;
mysum = mysum + a[i];
}
/* Lock the mutex and update the global sum, then exit */
pthread_mutex_lock (&sum_mutex);
sum = sum + mysum;
pthread_mutex_unlock (&sum_mutex);
}
pthread_exit(NULL);
return NULL;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, start, tids[NTHREADS];
pthread_t threads[NTHREADS];
pthread_attr_t attr;
/* Pthreads setup: initialize mutex and explicitly create threads in a
* joinable state (for portability). Pass each thread its loop offset */
pthread_mutex_init(&sum_mutex, NULL);
pthread_mutex_init(&index_mutex, NULL);
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
tids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], &attr, do_work, (void *) &tids[i]);
}
/* Wait for all threads to complete then print global sum */
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
printf ("Done. Sum = %e\n", sum);
sum = 0.0;
for (i = 0; i < ARRAYSIZE; i++){
sum = sum + a[i];
}
printf("Check Sum = %e\n",sum);
/* Clean up and exit */
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&sum_mutex);
pthread_mutex_destroy(&index_mutex);
pthread_exit (NULL);
}
所以，这里是为感兴趣的人解决的问题。
#include <pthread.h> //utilizado para as pthreads
#include <stdio.h> //utilizado para os printf
#include <stdlib.h> //utilizado para o malloc
int nt,n,nbloco; // defenição das variáveis base pedidas
int resultado_esperado = 0, *matriz, *buffer,sinal_saida,soma_global, items_buffer=0; //defenição das variaveis udadas para calculo e controlo do programa
pthread_mutex_t indice_mutex, criacao_thread_mutex,buffer_mutex,soma_final_mutex; // defenição dos mutex para exclusividade, poderia ser usado um so mutex para garantir que nao exista confusoes de desbloqueio opteou-se por criacao de mutex exclusivos para as operacoes
//CASO USE O PROGRAMA COM A FUNCAO SCHED YIELD
//DESATIVAR AS CONDICOES PRODUZIR E CONSUMIR
pthread_cond_t cond/*, produzir, consumir*/; // defenição de condições para sinalizar threads criadas e sinalizaao de buffer cheio (mais rapido do que usar o sched_yield as duas opcoes estao acessiveis)
static int numero_para_comeco = 0; //numero de controlo para saber que bloco a thread vai processar
typedef struct {
//esta estrutara vai passar os valores para as threads
//valores que vão diferir de uma thread para
//a outra, dái se encontrarem dentro da estrutura.
int inicio_inicial;
int id_threads;
}estrutura_geral;
// esta primeira função representa a função das tarefas
// calculadoras está dividida em duas partes um primeira
//que processa o bloco associado de inicio conforme a sequencia de numero de ordem
//(cada thread obriagtoriamento computa um bloco)
// e uma segunda que permite qualquer thread agarrar um novo bloco
// esta funç]ao tem um apontador que direciona para a estrutura
void *calculadoras(void *es)
{
int i, inicio, fim, contador; //defenicao de variaveis
int calculo_parcial = 0; //defenicao variavel soma parcial
pthread_mutex_lock(&criacao_thread_mutex); //bloqueio do mutex para garantir a leitura da estrutura e o envio de sinal da thread criada
estrutura_geral * const estrutura = es; //pointer é criado para a estrutura
int const id_threads = estrutura->id_threads; //leitura dos elemnetos da estrutura
int const inicio_inicial = estrutura->inicio_inicial;
contador=0; //incializaçao do conatdor
if ((inicio_inicial+nbloco) < n){ //verificaçao do tamanho do bloco a calcular
fim = inicio_inicial + nbloco;
}else{
fim = n;
}
pthread_cond_signal(&cond); //sinalizacao à main thread que a thread foi criada
pthread_mutex_unlock(&criacao_thread_mutex); //desbloqueio do mutex para a variavel de condicao na main thread ser usada
sched_yield(); //nao é necessário estar aqui mas ao fazer garanto que outras threads tenham ainda mais oportunidade.
//printf ("A thread %d está a calcular o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio_inicial+1, fim);
//primeira parte da computacao onde os valores para
//soma passados orbriatoriamente por oredem de criacao da thread
//pthread_mutex_lock (&buffer_mutex); //(quando usar as condiçoes ou fazer o calculo do bloco completo)estamos a entrar numa regiao onde a computacao vai ser feira precisamos de boquea o mutex para que nao exista perda de dados
while(items_buffer==nt){
//enquanto o buffer for igual ao numero de tarefas
//existem duas opçoes ou a thread manda um sinal à thread que
//soma os valores do buffer para limpar o buffer
//ou entao podemos optar por nao mandar o sinal desbloquear o mutex
// e simplesmente libertar a tarefa com sched_yield
//o sinal acaba por se mais eficaz pois nao e certo que com o sched yield
//a proxima tarefa seja a somadora
//pthread_cond_wait(&produzir,&buffer_mutex);
//pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //ativar quando o mutex for bloqueado anteriormente
sched_yield(); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
}
for (i = inicio_inicial; i < fim ; i++) {
calculo_parcial+= matriz[i]*matriz[i]; //calculo da soma parcial
contador=contador+1; //conatra elemento somado
}
pthread_mutex_lock (&buffer_mutex); //regiao critica assegura-se que tem exlusividade para gravar os dados
buffer[items_buffer+1]=calculo_parcial; //envio dos items para o buffer
items_buffer=items_buffer+1; // contador de items no buffer
//printf("o meu buffer tem %d items a soma parcial é de %d e o buffer tem %d\n",items_buffer,calculo_parcial,buffer[items_buffer]);
//printf ("A thread %d calculou o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio_inicial+1, fim);
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //desbloqueio do mutex para libertar o processador às outras threads
//pthread_cond_signal(&consumir); // sinalizar a thread somador que existem items no buffer mais uma vez poderiamos usar o sched yield, que nao seria tao eficaz
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
//a partir deste momento caso exitam blocos
//por computar as threads vao agarrar um novo bloco e computalo
//segue exatamente a mesma estrutura indicada em cima
//mas agora nao existe obrigatoriedade de cada thread ter um bloco
while (1) {
pthread_mutex_lock(&indice_mutex);
if (numero_para_comeco >= n) {
pthread_mutex_unlock(&indice_mutex);
break;
}
inicio = numero_para_comeco;
if ((inicio + nbloco) < n)
numero_para_comeco = fim = inicio + nbloco;
else
numero_para_comeco = fim = n;
pthread_mutex_unlock(&indice_mutex);
calculo_parcial = 0; // inicializaçao da soma parcial de volta a 0
//printf ("A thread %d está a calcular o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio+1, fim);
//pthread_mutex_lock (&buffer_mutex);
while(items_buffer==nt){
//pthread_cond_wait(&produzir,&buffer_mutex);
//pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex);
sched_yield(); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
}
for (i = inicio; i < fim ; i++) {
calculo_parcial+= matriz[i]*matriz[i];
contador=contador+1; //conatra elemento somado
}
pthread_mutex_lock (&buffer_mutex);
buffer[items_buffer+1]=calculo_parcial;
items_buffer=items_buffer+1;
//printf("o meu buffer tem %d items a soma parcial é de %d e o buffer tem %d\n",items_buffer,calculo_parcial,buffer[items_buffer]);
//printf ("A thread %d calculou o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio+1, fim);
pthread_mutex_unlock (&buffer_mutex);
//pthread_cond_signal(&consumir);
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
}
sinal_saida=sinal_saida+1; //forma de sinalizar que a thread saiu para que a thread de soma e que limpa o buffer saiba que pode acabar
printf("tarefa %d calculou %d elementos\n",id_threads,contador);
//printf("tarefa %d de saída\n",id_threads);
pthread_exit(NULL);
}
//aqui é apresentada a funcao que soma as somas parcias que estao no buffer e o limpa
void *somadora(void *ts)
{
pthread_mutex_lock(&criacao_thread_mutex); //bloqueamos o mutex para que seja dado o sinal de que a thread foi criada
//printf("Sou a thread somadora\n");
pthread_cond_signal(&cond); //sinalizamos a main thread que a thread foi criada
pthread_mutex_unlock(&criacao_thread_mutex); //desbloqueio do mutex para que as threads estejam á vontade
pthread_mutex_lock(&buffer_mutex); //estramos numa operaçao critica onde os dados nao se podem perder, bloqueamos o mutex
while(items_buffer==0){
//emquanto o buffer tiver 0 elemnetos
//sinalizamos as threads que podem produzir
//é feita entao uma condicao de espera ou
//podemos usar um sched yield
//pthread_cond_wait(&consumir,&buffer_mutex);
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
sched_yield();
}
while(sinal_saida<nt){ //enquanto todas as thread nao se extinguirem esta condicao é valida
while(items_buffer!=0){ //sempre que o buffer é diferente de 0 é calculado a soma das somas parciais e o buffer é esvaziado
soma_global+=buffer[items_buffer]; //actualizacao da soma global
items_buffer=items_buffer-1; //reduçao do buffer
//printf("o meu buffer ficou com %d items\n",items_buffer);
}
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //computacao realizada podemos desbloquear o mutex
//pthread_cond_signal(&produzir); //envio de sinal que as threads podem produzir realizar mais somas parciais
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
}
//quando todas as thread terminaram
//a tarefa soma terá que rodar mais uma
//para verificar se nao sobraram elementos no buffer_mutex
//a logica é a mesma apresentada anteriormente
pthread_mutex_lock(&soma_final_mutex);
while(items_buffer!=0){
soma_global+=buffer[items_buffer];
items_buffer=items_buffer-1;
//printf("o meu buffer ficou com %d items\n",items_buffer);
}
pthread_mutex_unlock(&soma_final_mutex);
//printf("Sou a thread somadora estou de saida\n");
pthread_exit(NULL);
}
//funçao princial
int main(int argc, char *argv[])
{
int i,z; //defeinao de variaveis
//recolha de elementos da linha de comandos
nt=atoi(argv[1]);
n=atoi(argv[2]);
nbloco=atoi(argv[3]);
//verificacao dos elementos inceridos pelo utilizador
if(argc!=4){
printf("Utilização: ./mtss nt n nbloco\n");
exit(1);}
if(nt<1){
printf("O numero de processos terá que ser pelo menos 1\n");
exit(1);}
if(n<1||n>999){
printf("O n tem que estar comprefimido entre 1 e 999\n");
exit(1);}
if(nbloco<1){
printf("O bloco tem que ser pelo menos 1\n");
exit(1);
}
printf("Soma do quadrado dos %d primeiros numeros naturais com %d tarefas e blocos de %d termos\n",n,nt,nbloco);
//defeniçao de threads e attributos
pthread_t threads_calculadora[nt];
pthread_t thread_soma;
pthread_attr_t attr;
//alocacar espaço para a estrutura que vai ser passada às threads
estrutura_geral * estrutura = malloc(sizeof(estrutura_geral));
//alocarçao de espaço para a matriz com os valores de calculo e para o buffer
matriz = malloc(sizeof(int)*n);
buffer = malloc(sizeof(int)*nt);
// preenchimento da matriz com os valores de n
for(z=0;z<n;z++){
matriz[z]=z+1;
}
//inicializaçao dos mutex
pthread_mutex_init(&indice_mutex, NULL);
pthread_mutex_init(&criacao_thread_mutex,NULL);
pthread_mutex_init(&soma_final_mutex,NULL);
pthread_mutex_init(&buffer_mutex,NULL);
//inicializaçao das condicoes
pthread_cond_init(&cond,NULL);
//pthread_cond_init(&produzir,NULL); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
//pthread_cond_init(&consumir,NULL); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
// inicializacao e defenicao de atributos
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE); //este atributo já é predefenido mas nunca é demais garantir
numero_para_comeco=nbloco*nt; //defenicao da variavel que controla o numero para a thread começar quando está no loop while(1)
estrutura->inicio_inicial=0; //inicializaçao da variavel
//criaçao da thread soma que usara a funcao somadora e reduzira o buffer
pthread_create(&thread_soma, &attr, somadora,estrutura);
pthread_cond_wait(&cond,&criacao_thread_mutex); //espera o sinal que a thread está criada
//criaçao das threads calculadoras
for (i=0; i<nt; i++) {
++estrutura->id_threads; //numero de ordem da thread
pthread_create(&threads_calculadora[i], &attr, calculadoras,estrutura); //cria a thread
estrutura->inicio_inicial=i*nbloco; //define o inicio da thread
pthread_cond_wait(&cond,&criacao_thread_mutex); //espera que seja sinalizada que a thread foi criada
}
//espera que todas a threads terminem
for (i=0; i<nt; i++) {
pthread_join(threads_calculadora[i], NULL);
}
pthread_join(thread_soma, NULL);
resultado_esperado = (n*(n+1)*((2*n)+1))/6;
printf("Soma Total= %d\n",soma_global);
printf("Resultado esperado = %d\n",resultado_esperado);
//Libertar memória
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&indice_mutex);
pthread_mutex_destroy(&criacao_thread_mutex);
pthread_mutex_destroy(&soma_final_mutex);
pthread_mutex_destroy(&buffer_mutex);
//pthread_cond_destroy(&produzir); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
//pthread_cond_destroy(&consumir); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
return 0;
}
所以我有这些代码，我想手动定义我的交互数量，所以对于每个线程，基本上我定义了 10 个交互，所以每个线程将计算一个 10 的块。如果我这样做，线程将不会运行在前 10 个之后。
基本上我想要的是每次线程完成计算 10 个交互并执行另一个十个块，假设 10 个交互中的 100 个有 10 个块我想要例如 4 个线程工作每个线程在完成时计算一个块并抓住另一个块
有人能帮忙吗？
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NTHREADS 4
#define ARRAYSIZE 1000000
#define ITERATIONS ARRAYSIZE / NTHREADS
double sum=0.0, a[ARRAYSIZE];
pthread_mutex_t sum_mutex;
void *do_work(void *tid)
{
int i, start, *mytid, end;
double mysum=0.0;
/* Initialize my part of the global array and keep local sum */
mytid = (int *) tid;
start = (*mytid * ITERATIONS);
end = start + ITERATIONS;
printf ("Thread %d doing iterations %d to %d\n",*mytid,start,end-1);
for (i=start; i < end ; i++) {
a[i] = i * 1.0;
mysum = mysum + a[i];
}
/* Lock the mutex and update the global sum, then exit */
pthread_mutex_lock (&sum_mutex);
sum = sum + mysum;
pthread_mutex_unlock (&sum_mutex);
pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, start, tids[NTHREADS];
pthread_t threads[NTHREADS];
pthread_attr_t attr;
/* Pthreads setup: initialize mutex and explicitly create threads in a
joinable state (for portability). Pass each thread its loop offset */
pthread_mutex_init(&sum_mutex, NULL);
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
tids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], &attr, do_work, (void *) &tids[i]);
}
/* Wait for all threads to complete then print global sum */
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
printf ("Done. Sum= %e \n", sum);
sum=0.0;
for (i=0;i<ARRAYSIZE;i++){
a[i] = i*1.0;
sum = sum + a[i]; }
printf("Check Sum= %e\n",sum);
/* Clean up and exit */
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&sum_mutex);
pthread_exit (NULL);
}
我已经尝试了无数次，但无法理解这样做的逻辑。也许在 void 中有一个 while 循环？？有什么想法吗？
您可以使用任何线程池库来完成它。我修改了代码并添加了一个额外的变量 index_to_start 来决定从哪里开始计数。
代码添加了注释，大家可以看一下。
对于此类问题，我建议使用线程池库，它将处理大部分工作。
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NTHREADS 4
#define ARRAYSIZE 1000000
#define ITERATIONS ARRAYSIZE / NTHREADS
// every thread will process BLOCK_SIZE numbers from array
#define BLOCK_SIZE 1000
double sum = 0.0, a[ARRAYSIZE];
// a mutex for index_to_start
pthread_mutex_t sum_mutex, index_mutex;
// this index tells thread that from where to start
static int index_to_start = 0;
void *do_work(void *tid)
{
int i, start, *mytid, end;
double mysum = 0.0;
/* Initialize my part of the global array and keep local sum */
mytid = (int *)tid;
// thread will be working untill index_to_start is less that ARRAYSIZE
while (1) {
// since index_to_start is shared, lock it
pthread_mutex_lock(&index_mutex);
if (index_to_start >= ARRAYSIZE) {
pthread_mutex_unlock(&index_mutex);
break;
}
// this is from where it should start counting
start = index_to_start;
// to find end just add BLOCK_SIZE to index_to_start and if it is going beyond ARRAYSIZE
// just assign it to ARRAYSIZE
if ((start + BLOCK_SIZE) < ARRAYSIZE)
index_to_start = end = start + BLOCK_SIZE;
else
index_to_start = end = ARRAYSIZE;
// we are done with index_to_star, unlock the mutex
pthread_mutex_unlock(&index_mutex);
mysum = 0;
printf ("Thread %d doing iterations %d to %d\n", *mytid, start, end-1);
for (i = start; i < end ; i++) {
a[i] = i * 1.0;
mysum = mysum + a[i];
}
/* Lock the mutex and update the global sum, then exit */
pthread_mutex_lock (&sum_mutex);
sum = sum + mysum;
pthread_mutex_unlock (&sum_mutex);
}
pthread_exit(NULL);
return NULL;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, start, tids[NTHREADS];
pthread_t threads[NTHREADS];
pthread_attr_t attr;
/* Pthreads setup: initialize mutex and explicitly create threads in a
* joinable state (for portability). Pass each thread its loop offset */
pthread_mutex_init(&sum_mutex, NULL);
pthread_mutex_init(&index_mutex, NULL);
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
tids[i] = i;
pthread_create(&threads[i], &attr, do_work, (void *) &tids[i]);
}
/* Wait for all threads to complete then print global sum */
for (i=0; i<NTHREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
printf ("Done. Sum = %e\n", sum);
sum = 0.0;
for (i = 0; i < ARRAYSIZE; i++){
sum = sum + a[i];
}
printf("Check Sum = %e\n",sum);
/* Clean up and exit */
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&sum_mutex);
pthread_mutex_destroy(&index_mutex);
pthread_exit (NULL);
}
所以，这里是为感兴趣的人解决的问题。
#include <pthread.h> //utilizado para as pthreads
#include <stdio.h> //utilizado para os printf
#include <stdlib.h> //utilizado para o malloc
int nt,n,nbloco; // defenição das variáveis base pedidas
int resultado_esperado = 0, *matriz, *buffer,sinal_saida,soma_global, items_buffer=0; //defenição das variaveis udadas para calculo e controlo do programa
pthread_mutex_t indice_mutex, criacao_thread_mutex,buffer_mutex,soma_final_mutex; // defenição dos mutex para exclusividade, poderia ser usado um so mutex para garantir que nao exista confusoes de desbloqueio opteou-se por criacao de mutex exclusivos para as operacoes
//CASO USE O PROGRAMA COM A FUNCAO SCHED YIELD
//DESATIVAR AS CONDICOES PRODUZIR E CONSUMIR
pthread_cond_t cond/*, produzir, consumir*/; // defenição de condições para sinalizar threads criadas e sinalizaao de buffer cheio (mais rapido do que usar o sched_yield as duas opcoes estao acessiveis)
static int numero_para_comeco = 0; //numero de controlo para saber que bloco a thread vai processar
typedef struct {
//esta estrutara vai passar os valores para as threads
//valores que vão diferir de uma thread para
//a outra, dái se encontrarem dentro da estrutura.
int inicio_inicial;
int id_threads;
}estrutura_geral;
// esta primeira função representa a função das tarefas
// calculadoras está dividida em duas partes um primeira
//que processa o bloco associado de inicio conforme a sequencia de numero de ordem
//(cada thread obriagtoriamento computa um bloco)
// e uma segunda que permite qualquer thread agarrar um novo bloco
// esta funç]ao tem um apontador que direciona para a estrutura
void *calculadoras(void *es)
{
int i, inicio, fim, contador; //defenicao de variaveis
int calculo_parcial = 0; //defenicao variavel soma parcial
pthread_mutex_lock(&criacao_thread_mutex); //bloqueio do mutex para garantir a leitura da estrutura e o envio de sinal da thread criada
estrutura_geral * const estrutura = es; //pointer é criado para a estrutura
int const id_threads = estrutura->id_threads; //leitura dos elemnetos da estrutura
int const inicio_inicial = estrutura->inicio_inicial;
contador=0; //incializaçao do conatdor
if ((inicio_inicial+nbloco) < n){ //verificaçao do tamanho do bloco a calcular
fim = inicio_inicial + nbloco;
}else{
fim = n;
}
pthread_cond_signal(&cond); //sinalizacao à main thread que a thread foi criada
pthread_mutex_unlock(&criacao_thread_mutex); //desbloqueio do mutex para a variavel de condicao na main thread ser usada
sched_yield(); //nao é necessário estar aqui mas ao fazer garanto que outras threads tenham ainda mais oportunidade.
//printf ("A thread %d está a calcular o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio_inicial+1, fim);
//primeira parte da computacao onde os valores para
//soma passados orbriatoriamente por oredem de criacao da thread
//pthread_mutex_lock (&buffer_mutex); //(quando usar as condiçoes ou fazer o calculo do bloco completo)estamos a entrar numa regiao onde a computacao vai ser feira precisamos de boquea o mutex para que nao exista perda de dados
while(items_buffer==nt){
//enquanto o buffer for igual ao numero de tarefas
//existem duas opçoes ou a thread manda um sinal à thread que
//soma os valores do buffer para limpar o buffer
//ou entao podemos optar por nao mandar o sinal desbloquear o mutex
// e simplesmente libertar a tarefa com sched_yield
//o sinal acaba por se mais eficaz pois nao e certo que com o sched yield
//a proxima tarefa seja a somadora
//pthread_cond_wait(&produzir,&buffer_mutex);
//pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //ativar quando o mutex for bloqueado anteriormente
sched_yield(); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
}
for (i = inicio_inicial; i < fim ; i++) {
calculo_parcial+= matriz[i]*matriz[i]; //calculo da soma parcial
contador=contador+1; //conatra elemento somado
}
pthread_mutex_lock (&buffer_mutex); //regiao critica assegura-se que tem exlusividade para gravar os dados
buffer[items_buffer+1]=calculo_parcial; //envio dos items para o buffer
items_buffer=items_buffer+1; // contador de items no buffer
//printf("o meu buffer tem %d items a soma parcial é de %d e o buffer tem %d\n",items_buffer,calculo_parcial,buffer[items_buffer]);
//printf ("A thread %d calculou o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio_inicial+1, fim);
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //desbloqueio do mutex para libertar o processador às outras threads
//pthread_cond_signal(&consumir); // sinalizar a thread somador que existem items no buffer mais uma vez poderiamos usar o sched yield, que nao seria tao eficaz
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
//a partir deste momento caso exitam blocos
//por computar as threads vao agarrar um novo bloco e computalo
//segue exatamente a mesma estrutura indicada em cima
//mas agora nao existe obrigatoriedade de cada thread ter um bloco
while (1) {
pthread_mutex_lock(&indice_mutex);
if (numero_para_comeco >= n) {
pthread_mutex_unlock(&indice_mutex);
break;
}
inicio = numero_para_comeco;
if ((inicio + nbloco) < n)
numero_para_comeco = fim = inicio + nbloco;
else
numero_para_comeco = fim = n;
pthread_mutex_unlock(&indice_mutex);
calculo_parcial = 0; // inicializaçao da soma parcial de volta a 0
//printf ("A thread %d está a calcular o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio+1, fim);
//pthread_mutex_lock (&buffer_mutex);
while(items_buffer==nt){
//pthread_cond_wait(&produzir,&buffer_mutex);
//pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex);
sched_yield(); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
}
for (i = inicio; i < fim ; i++) {
calculo_parcial+= matriz[i]*matriz[i];
contador=contador+1; //conatra elemento somado
}
pthread_mutex_lock (&buffer_mutex);
buffer[items_buffer+1]=calculo_parcial;
items_buffer=items_buffer+1;
//printf("o meu buffer tem %d items a soma parcial é de %d e o buffer tem %d\n",items_buffer,calculo_parcial,buffer[items_buffer]);
//printf ("A thread %d calculou o bloco de %d a %d\n", id_threads, inicio+1, fim);
pthread_mutex_unlock (&buffer_mutex);
//pthread_cond_signal(&consumir);
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
}
sinal_saida=sinal_saida+1; //forma de sinalizar que a thread saiu para que a thread de soma e que limpa o buffer saiba que pode acabar
printf("tarefa %d calculou %d elementos\n",id_threads,contador);
//printf("tarefa %d de saída\n",id_threads);
pthread_exit(NULL);
}
//aqui é apresentada a funcao que soma as somas parcias que estao no buffer e o limpa
void *somadora(void *ts)
{
pthread_mutex_lock(&criacao_thread_mutex); //bloqueamos o mutex para que seja dado o sinal de que a thread foi criada
//printf("Sou a thread somadora\n");
pthread_cond_signal(&cond); //sinalizamos a main thread que a thread foi criada
pthread_mutex_unlock(&criacao_thread_mutex); //desbloqueio do mutex para que as threads estejam á vontade
pthread_mutex_lock(&buffer_mutex); //estramos numa operaçao critica onde os dados nao se podem perder, bloqueamos o mutex
while(items_buffer==0){
//emquanto o buffer tiver 0 elemnetos
//sinalizamos as threads que podem produzir
//é feita entao uma condicao de espera ou
//podemos usar um sched yield
//pthread_cond_wait(&consumir,&buffer_mutex);
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //PARA ACTIVAR O SCHED YIELD DESATIVE A CONDIÇAO E ATIVE O MUTEX
sched_yield();
}
while(sinal_saida<nt){ //enquanto todas as thread nao se extinguirem esta condicao é valida
while(items_buffer!=0){ //sempre que o buffer é diferente de 0 é calculado a soma das somas parciais e o buffer é esvaziado
soma_global+=buffer[items_buffer]; //actualizacao da soma global
items_buffer=items_buffer-1; //reduçao do buffer
//printf("o meu buffer ficou com %d items\n",items_buffer);
}
pthread_mutex_unlock(&buffer_mutex); //computacao realizada podemos desbloquear o mutex
//pthread_cond_signal(&produzir); //envio de sinal que as threads podem produzir realizar mais somas parciais
sched_yield(); //PODE ATIVAR O SCHED YIED PARA ISSO DESATIVE A CONDIÇAO
}
//quando todas as thread terminaram
//a tarefa soma terá que rodar mais uma
//para verificar se nao sobraram elementos no buffer_mutex
//a logica é a mesma apresentada anteriormente
pthread_mutex_lock(&soma_final_mutex);
while(items_buffer!=0){
soma_global+=buffer[items_buffer];
items_buffer=items_buffer-1;
//printf("o meu buffer ficou com %d items\n",items_buffer);
}
pthread_mutex_unlock(&soma_final_mutex);
//printf("Sou a thread somadora estou de saida\n");
pthread_exit(NULL);
}
//funçao princial
int main(int argc, char *argv[])
{
int i,z; //defeinao de variaveis
//recolha de elementos da linha de comandos
nt=atoi(argv[1]);
n=atoi(argv[2]);
nbloco=atoi(argv[3]);
//verificacao dos elementos inceridos pelo utilizador
if(argc!=4){
printf("Utilização: ./mtss nt n nbloco\n");
exit(1);}
if(nt<1){
printf("O numero de processos terá que ser pelo menos 1\n");
exit(1);}
if(n<1||n>999){
printf("O n tem que estar comprefimido entre 1 e 999\n");
exit(1);}
if(nbloco<1){
printf("O bloco tem que ser pelo menos 1\n");
exit(1);
}
printf("Soma do quadrado dos %d primeiros numeros naturais com %d tarefas e blocos de %d termos\n",n,nt,nbloco);
//defeniçao de threads e attributos
pthread_t threads_calculadora[nt];
pthread_t thread_soma;
pthread_attr_t attr;
//alocacar espaço para a estrutura que vai ser passada às threads
estrutura_geral * estrutura = malloc(sizeof(estrutura_geral));
//alocarçao de espaço para a matriz com os valores de calculo e para o buffer
matriz = malloc(sizeof(int)*n);
buffer = malloc(sizeof(int)*nt);
// preenchimento da matriz com os valores de n
for(z=0;z<n;z++){
matriz[z]=z+1;
}
//inicializaçao dos mutex
pthread_mutex_init(&indice_mutex, NULL);
pthread_mutex_init(&criacao_thread_mutex,NULL);
pthread_mutex_init(&soma_final_mutex,NULL);
pthread_mutex_init(&buffer_mutex,NULL);
//inicializaçao das condicoes
pthread_cond_init(&cond,NULL);
//pthread_cond_init(&produzir,NULL); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
//pthread_cond_init(&consumir,NULL); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
// inicializacao e defenicao de atributos
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE); //este atributo já é predefenido mas nunca é demais garantir
numero_para_comeco=nbloco*nt; //defenicao da variavel que controla o numero para a thread começar quando está no loop while(1)
estrutura->inicio_inicial=0; //inicializaçao da variavel
//criaçao da thread soma que usara a funcao somadora e reduzira o buffer
pthread_create(&thread_soma, &attr, somadora,estrutura);
pthread_cond_wait(&cond,&criacao_thread_mutex); //espera o sinal que a thread está criada
//criaçao das threads calculadoras
for (i=0; i<nt; i++) {
++estrutura->id_threads; //numero de ordem da thread
pthread_create(&threads_calculadora[i], &attr, calculadoras,estrutura); //cria a thread
estrutura->inicio_inicial=i*nbloco; //define o inicio da thread
pthread_cond_wait(&cond,&criacao_thread_mutex); //espera que seja sinalizada que a thread foi criada
}
//espera que todas a threads terminem
for (i=0; i<nt; i++) {
pthread_join(threads_calculadora[i], NULL);
}
pthread_join(thread_soma, NULL);
resultado_esperado = (n*(n+1)*((2*n)+1))/6;
printf("Soma Total= %d\n",soma_global);
printf("Resultado esperado = %d\n",resultado_esperado);
//Libertar memória
pthread_attr_destroy(&attr);
pthread_mutex_destroy(&indice_mutex);
pthread_mutex_destroy(&criacao_thread_mutex);
pthread_mutex_destroy(&soma_final_mutex);
pthread_mutex_destroy(&buffer_mutex);
//pthread_cond_destroy(&produzir); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
//pthread_cond_destroy(&consumir); //DESTIVAR EM CASO DE USO DO SCHED YIELD
return 0;
}