如何在 C 中使用线程显示并行性？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何在 C 中使用线程显示并行性？

【英文标题】：How to show parallelism using threads in C?

【发布时间】：2021-11-19 05:24:54

【问题描述】：

我正在学习在 C 中使用线程，并且我想制作一个可以同时做两件事的程序，我认为这就是并行性的定义。所以我用这段代码创建线程：

   pthread_t threads[NUM_THREADS];
   int rc, rc_2;
   int i;
   for( i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) 
      printf("main() : creating thread, %d\n", i);
      rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, (void *)i);
      rc_2 = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello_2, (void *)i);
      if (rc || rc_2) 
         printf("Error:unable to create thread, %d\n", rc);
         exit(-1);
      
   

每个线程都会调用以下函数之一：

void *PrintHello(void *threadid) 
   long tid;
   tid = (long)threadid;
   printf("Hello World! Thread ID, %d\n", tid);
   printf("Valores a: %d, b: %d\n", a,b);
   a += 5;
   pthread_exit(NULL);


void *PrintHello_2(void *threadid) 
   long tid;
   tid = (long)threadid;
   printf("Hello World! Thread ID, %d\n", tid);
   printf("Valores a: %d, b: %d\n", a,b);
   b += 3;
   pthread_exit(NULL);

我有 2 个全局变量 a、b，我只是将它们相加 5 和 3 以显示它们是如何变化的。但问题是我不明白这是否是并行性..如果不是，我怎么能看到这两个函数或操作同时执行它们的代码？因为当我打印 a 和 b 值时，它看起来就像一个普通的程序。

【问题讨论】：

在访问（读取和写入）a 和b 之前，您需要使用互斥锁或类似的东西。就像现在一样，a 和 b 受制于竞争条件，使其值不确定。

【参考方案1】：

main() 在线程有机会运行任意时间之前退出。 pthread_join() 将在main() 中等待线程退出。另一个问题是您的线程不是特别长时间运行。我通过运行一个长循环来解决这个问题。还修复了 int 被传递给线程但读取很长的问题。

#include <limits.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define NUM_THREADS 2

void *PrintHello(void *threadid) 
    int tid = *(int *) threadid;
    for(int i = 0; i < INT_MAX; i += tid + 1) 
        printf("%d %d\n", tid, i);
    
    pthread_exit(NULL);


int main() 
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    int ids[NUM_THREADS];
    for(int i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) 
        ids[i] = i;
        printf("main() : creating thread, %d\n", i);
        int rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, &ids[i]);
        if (rc) 
            printf("Error:unable to create thread, %d\n", rc);
            exit(-1);
        
    
    for(int i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) 
        pthread_join(threads[i], 0);
    

这将打印如下内容：

1 166
0 265
0 266
1 168
0 267
1 170
1 172
1 174
1 176
1 178
0 268

输出流必须有一个互斥体，否则两个线程会产生混乱的输出。

【讨论】：

谢谢，我还必须将使用的核心数设置为 2，因为我在虚拟机上使用 Linux。 :)

我最初写了一条评论，如果你没有超过 2 个内核，线程会交错......但后来我认为这很愚蠢，因为这些天每个人都有超过 2 个内核 :-)