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pthread
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先安裝程式設計師手冊 sudo apt-get install manpages-posix manpages-posix-dev
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pthread_create() int pthread_create(pthread_t *tid , const pthread_attr_t *attr , void *(*function)(void *) , void *argument) tid，建立thread必備的資料結構，代表新建立的thread attr，新建立的thread的屬性，一般填入NULL function，該thread所要執行的函數的名稱 argumentt傳遞給上述函數的參數 正確回傳0，錯誤則看errno
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建立一個pthread-nosync #include <stdio.h> #include <pthread.h>
int global=0; void thread(void) { int i; for (i=0; i< ; i++) global+=1; }
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建立一個pthread-nosync int main(void) { pthread_t id1, id2;
pthread_create(&id1,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_create(&id2,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); printf(" = %d\n", global); return (0); }
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執行結果 ./nosync = real 0m0.007s user 0m0.008s sys 0m0.000s
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結果討論 因為二個執行緒共用一個變數，而且沒有任何同步機制，這會造 成二個執行緒彼此覆寫全域變數
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semaphore #include <semaphore.h> int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value); sem：要初始化的semaphore的物件指標 pshared：0該semaphore給執行緒使用，1給行程使用 value：要將semaphore初始化成value
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post and wait #include <semaphore.h> int sem_post(sem_t *sem);
int sem_wait(sem_t *sem); sem_post離開全域變數存取區間 sem_wait準備進入全域變數存取區間
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使用semaphore #include <stdio.h> #include <pthread.h>
#include <semaphore.h> int global=0; sem_t semaphores; void thread(void) { int i; for (i=0; i< ; i++) { sem_wait(&semaphores); global+=1; sem_post(&semaphores); }
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使用semaphore } int main(void) { pthread_t id1, id2;
sem_init(&semaphores, 0, 1); pthread_create(&id1,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_create(&id2,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); printf(" = %d\n", global); return (0);
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執行結果 ./semaphore = real 0m0.228s user 0m0.268s sys 0m0.184s
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結果討論 semaphore是功能強大的同步函數，他的初始值可以是任何整數， 通常semaphore的初始值Ｎ代表最多可以有Ｎ個執行緒修改全域 變數
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mutex #include <pthread.h>
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict mutex, const pthread_mutexattr_t *restrict attr) int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex); int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex); attr：設定這個mutex的屬性，使用預設屬性則傳入NULL
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使用mutex #include <stdio.h> #include <pthread.h>
#include <semaphore.h> int global=0; pthread_mutex_t mutex; void thread(void) { int i; for (i=0; i< ; i++) { pthread_mutex_lock(&mutex); global+=1; pthread_mutex_unlock(&mutex);
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使用mutex } int main(void) { pthread_t id1, id2;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_create(&id1,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_create(&id2,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); printf(" = %d\n", global); return (0);
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執行結果 ./mutex = real 0m0.148s user 0m0.192s sys 0m0.096s
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結果討論 mutex的值只能是1, 0，這意味著最多只有一個thread能進入全域 變數存取區間
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複習「關鍵字」「volatile」 在GNU C當中如果一個變數宣告為volatile，那麼這個變數「一定」 會配置在主記憶體。
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使用volatile（錯誤的程式） #include <stdio.h> #include <pthread.h>
#include <semaphore.h> volatile int global=0; void thread(void) { int i; for (i=0; i< ; i++) global+=1;
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使用volatile（錯誤的程式） } int main(void) { pthread_t id1, id2;
pthread_create(&id1,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_create(&id2,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); printf(" = %d", global); return (0);
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執行結果 ./volatile = real 0m0.006s user 0m0.004s sys 0m0.000s
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使用volatile（錯誤的程式） #include <stdio.h> #include <pthread.h>
#include <semaphore.h> volatile int global=0; void thread(void) { int i; for (i=0; i< ; i++) global+=2;
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結果 ./volatile = real 0m0.009s user 0m0.012s sys 0m0.000s
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2job #include <stdio.h> #include <pthread.h>
#include <semaphore.h> volatile int global=0; pthread_mutex_t mutex; void thread(void) { int local=0; int i; for (i=0; i< ; i++) local+=1; pthread_mutex_lock(&mutex);
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2job global+=local; pthread_mutex_unlock(&mutex); } int main(void) {
pthread_t id1, id2; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_create(&id1,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_create(&id2,NULL,(void *) thread,NULL); pthread_join(id1,NULL); pthread_join(id2,NULL); printf(" = %d", global); return (0);
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執行結果 ./2job = real 0m0.005s user 0m0.004s sys 0m0.000s
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執行結果2 ./2job = real 0m2.192s user 0m4.368s sys 0m0.004s
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結果討論 同步機制用越少通常效果越好，盡量的找出可以平行處理，又不 需要同步機制的方法。
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base #include <stdio.h> int global=0;
int main(int argc, char **argv) { int i; for (i=0; i< ; i++) { global+=1; } printf(" = %d\n", global); return 0;
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執行結果 ./base = real 0m0.005s user 0m0.004s sys 0m0.000s
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結果比較 base nosync （錯誤） semaphore mutex volatile 平台相依 2job real .005
.007 .228 .148 .006 user .004 .008 .268 .192 sys .000 .184 .096
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