Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Как это работает

На сей раз вы создаете массив идентификаторов потоков:

pthread_t a_thread[NUM_THREADS];

и заключаете в цикл создание нескольких потоков:

for (lots_of_threads = 0; lots_of_threads < NUM_THREADS; lots_of_threads++) {

res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

thread_function, (void *)&lots_of_threads);

if (res != 0) {

perror("Thread creation failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

sleep(1);

}

Затем потоки сами по себе ждут в течение случайного промежутка времени, прежде чем начать выполнение:

void *thread_function(void *arg) {

int my_number = *(int *)arg;

int rand_num;

printf("thread_function is running. Argument was %d\n", my_number);

rand_num = 1+(int)(9.0* rand()/(RAND_MAX+1.0));

sleep(randnum);

printf("Bye from %d\n", my_number);

pthread_exit(NULL);

}

В это время в основном (исходном) потоке вы ждете, чтобы собрать потоки, но не в том порядке, в каком вы их создали:

for (lots_of_threads = NUM_THREADS - 1; lots_of_threads >= 0; lots_of_threads--) {

res = pthread_join(a_thread[lots_of__threads], &thread_result);

if (res == 0) {

printf("Picked up a thread\n");

} else {

perror("pthread_join failed");

}

}

Если вы попробуете выполнить программу без вызова sleep, то увидите странный эффект: некоторые потоки запускаются с одним и тем же номером, например, вы можете получить вывод, похожий на следующий:

thread_function is running. Argument was 0

thread_function is running. Argument was 2

thread_function is running. Argument was 2

thread_function is running. Argument was 4

thread_function is running. Argument was 4

thread_function is running. Argument was 5

Waiting for threads to finish...

Bye from 5

Picked up a thread

Bye from 2

Bye from 0

Bye from 2

Bye from 4

Bye from 4

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

Picked up a thread

All done

Вы догадались, что произошло? Потоки запускаются, используя локальную переменную как аргумент функции потока. Эта переменная обновляется в цикле. Далее приведены ошибочные строки:

for (lots_of_threads = 0; lots_of_threads < NUM_THREADS; lots_of_threads++) {

res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

thread_function, (void *)&lots_of_threads);

Если поток mainвыполняется достаточно быстро, он может искажать аргумент ( lots_of_threads) для некоторых потоков. Поведение, подобное этому, наблюдается, когда недостаточно внимания уделяется совместно используемым переменным и множественным путям исполнения (multiple execution paths). Мы предупреждали вас о том, что программирование потоков требует повышенного внимания при разработке! Для исправления ошибки вам следует передавать непосредственно значение следующим образом:

res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_threads]), NULL,

thread_function, (void *)lots_of_threads);

и конечно изменить thread_function:

void *thread_function(void *arg) {

int my_number = (int)arg;

Все исправления, выделенные цветом, показаны в программе thread8a.c.

#include

#include

#include

#include

#include

#define NUM_THREADS 6

void *thread_function(void *arg);

int main() {

int res;

pthread_t a_thread[NUM_THREADS];

void *thread_result;

int lots_of_threads;

for (lots_of_threads = 0; lots_of_threads < NUM_THREADS; lots_of_threads++) {

res = pthread_create(&(a_thread[lots_of_thread]), NULL,

thread_function, (void*)lots_оf_threads);

if (res != 0) {

perror("Thread creation failed");

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

printf("Waiting for threads to finish...\n");

for (lots_of_threads = NUM_THREADS - 1; lots_of_threads >= 0;

lots of threads--) {

res = pthread_join(a_thread[lots_of_threads], &thread_result);

if (res == 0) {

printf("Picked up a thread\n");

} else {

perror("pthread_join failed");

}

}

printf("All done\n");

exit(EXIT_SUCCESS);

}

void* thread_function(void* arg) {

int my_number = (int)arg;

int rand_num;

printf("thread_function is running. Argument was %d\n", my_number);

rand_num = 1+(int)(9.0*rand()/(RAND_MAX+1.0));

sleep(rand_num);

printf("Bye from %d\n", my_number);

pthread_exit(NULL);

}

В этой главе вы узнали, как создать несколько потоков исполнения внутри процесса, которые совместно используют глобальные переменные. Вы рассмотрели два способа управления — семафоры и мьютексы, применяемые потоками для доступа к важным фрагментам кода и данным. Далее вы увидели, как управлять атрибутами потоков и, в особенности, как можно отсоединить потоки от основного, не заставляя его ждать завершения созданных им потоков. После краткого обзора способов формирования в одном потоке запросов на отмену других потоков и вариантов управления такими запросами в потоке, получившем их, мы представили программу с множественными одновременно выполняющимися потоками.

Объем книги не позволяет обсудить все до единой функции и тонкости, связанные с потоками, но теперь у вас достаточно знаний для того, чтобы начать писать собственные программы, применяющие потоки, и изучать глубоко скрытые свойства потоков, читая страницы интерактивного справочного руководства.

В главе 11 вы видели очень простой способ пересылки сообщений между процессами с помощью сигналов. Вы формировали уведомляющие события, которые могли бы применяться для вызова ответа, но передаваемая информация была ограничена номером сигнала.

В этой главе вы познакомитесь с каналами, которые позволяют процессам обмениваться более полезной информацией. В конце этой главы вы примените свои вновь приобретенные знания для новой реализации программы, управляющей базой данных компакт-дисков, в виде клиент-серверного приложения.

В данной главе мы обсудим следующие темы:

□ определение канала;

□ каналы процессов;

□ вызовы каналов;

□ родительские и дочерние процессы;

□ именованные каналы — FIFO;

□ замечания, касающиеся клиент-серверных приложений.