C語言通過案例講解並行程式設計模型

2022-04-15 19:00:35

1、按照指定的順序輸出

我們執行兩個執行緒：foo1 和foo2

foo1:列印step1, step3

foo2:列印step2

請用並行使得按照1 2 3 的順序輸出

答：首先兩個執行緒執行順序不可預判，我們必須保證列印step2之前step1就列印好了，因此需要阻塞一下step2，實現的方式是初始化sem為0，只有列印完step1後（然後進行解鎖，V操作）step2才能執行

同理，只有列印完step2後才解開阻塞step3的鎖，具體看程式碼實現就明白了

#include "csapp.c"


sem_t step1_done, step2_done;

void*  foo1() {
    printf("test1 is donen");
    V(&step1_done);                  //step1執行完畢了，那麼foo2的阻塞就會被解開
    P(&step2_done);                  //測試是否step2執行完畢，
    printf("test3 is donen");
    return NULL;
}

void* foo2() {
    P(&step1_done);
    printf("test2 is donen");
    V(&step2_done);                  //step2執行完畢，解開列印step的鎖
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_t tid1, tid2;
    Sem_init(&step1_done, 0, 0);            //第二個引數為0：線上程之間進行， 第三個引數初始化都為零
    Sem_init(&step2_done, 0, 0);


    Pthread_create(&tid1, NULL, foo1, NULL);
    Pthread_create(&tid2, NULL, foo2, NULL);


    //保證執行緒執行完畢之後主執行緒才退出，否則執行緒都執行不了了
    Pthread_join(tid1, NULL);
    Pthread_join(tid2, NULL);


    exit(0);

}

2、生產者消費者模型

主要的就是在生產和消費函數中對於號誌的處理

錯誤範例：

void sbuf_insert(subf_t* sp, int item) {
    sem_wait(&sp->mutex);
  	sem_wait(&sp->slots);

    //將專案放進buf中
    sp->buf[(++sp->rear) % (sp->n)] = item;

    sem_post(&sp->items);
    sem_post(&sp->mutex);

}


void sbuf_remove(sbuf_t* sp) {
  sem_wait(&sp->mutex);
  sem_wait(&sp->items);
  
  
  //do works
  
  sem_post(&sp->slots);
  sem_post(&sp->mutex);
}

如果我們在處理的時候先拿到互斥鎖,可能就會引起死鎖

假設現在buf是滿的，生產者拿到了互斥鎖，但是自己因為沒有空閒被 block…

此時消費者同樣因為拿不到互斥鎖而被 block…

其他的生產者同樣也是沒有互斥鎖被block…

解決方法：

比較簡單，調換一下順序就好了。相當於我們生產者、消費者在進行的時候明確我到底要操控哪個格子然後再拿mutex

C語言通過案例講解並行程式設計模型

目錄

1、按照指定的順序輸出

2、生產者消費者模型

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