屏障(barrier)

2020-05-18 15:52:29 浏览数 (1)

屏障给我们提供了多个线程协调工作的一种方式,屏障允许每个线程等待,直到所有的合作线程都到达某一点,然后从该点继续执行。有了屏障,我们处理合作线程就变得简单多了。

下面来介绍一下相关的函数

和前面的线程同步的函数类似,init用来初始化,destroy用来反向初始化。

初始化函数 pthread_barrier_init的第三个参数count可以用来指定必须到达屏障的线程数目。

pthread_barrier_wait()函数表明线程已经完成了它的工作,等待其它线程会和。调用该函数的线程在屏障计数没有满的时候,会进入休眠状态。当最后一个线程调用该函数的时候,那么就会唤醒前面进入休眠状态的线程(因为此时就满足了屏障计数)。

一旦达到屏障计数,而且线程处于非阻塞状态,屏障就可以被重用。如果想重设屏障计数,那就需要调用destroy函数,然后调用init函数重新设置。否则屏障计数不会改变。

下面,我们就来体验一下多线程的厉害之处。

代码语言:javascript复制
#include "apue.h"
#include <pthread.h>
#include <limits.h>
#include <sys/time.h>



#define NTHR   8				/* number of threads */
#define NUMNUM 8000000L			/* number of numbers to sort */
#define TNUM   (NUMNUM/NTHR)	/* number to sort per thread */

long nums[NUMNUM];
long snums[NUMNUM];

pthread_barrier_t b;

#ifdef SOLARIS
#define heapsort qsort
#else
extern int heapsort(void *, size_t, size_t,
                    int (*)(const void *, const void *));
#endif

/*
 * Compare two long integers (helper function for heapsort)
 */
int
complong(const void *arg1, const void *arg2)
{
	long l1 = *(long *)arg1;
	long l2 = *(long *)arg2;

	if (l1 == l2)
		return 0;
	else if (l1 < l2)
		return -1;
	else
		return 1;
}

/*
 * Worker thread to sort a portion of the set of numbers.
 */
void *
thr_fn(void *arg)
{
	long	idx = (long)arg;

	heapsort(&nums[idx], TNUM, sizeof(long), complong);
	pthread_barrier_wait(&b);

	/*
	 * Go off and perform more work ...
	 */
	return((void *)0);
}

/*
 * Merge the results of the individual sorted ranges.
 */
void
merge()
{
	long	idx[NTHR];
	long	i, minidx, sidx, num;

	for (i = 0; i < NTHR; i  )
		idx[i] = i * TNUM;
	for (sidx = 0; sidx < NUMNUM; sidx  ) {
		num = LONG_MAX;
		for (i = 0; i < NTHR; i  ) {
			if ((idx[i] < (i 1)*TNUM) && (nums[idx[i]] < num)) {
				num = nums[idx[i]];
				minidx = i;
			}
		}
		snums[sidx] = nums[idx[minidx]];
		idx[minidx]  ;
	}
}

int
main()
{
	unsigned long	i;
	struct timeval	start, end;
	long long		startusec, endusec;
	double			elapsed;
	int				err;
	pthread_t		tid;

	/*
	 * Create the initial set of numbers to sort.
	 */
	srandom(1);
	for (i = 0; i < NUMNUM; i  )
		nums[i] = random();

	/*
	 * Create 8 threads to sort the numbers.
	 */
	gettimeofday(&start, NULL);
	pthread_barrier_init(&b, NULL, NTHR 1);
	for (i = 0; i < NTHR; i  ) {
		err = pthread_create(&tid, NULL, thr_fn, (void *)(i * TNUM));
		if (err != 0)
			err_exit(err, "can't create thread");
	}
	pthread_barrier_wait(&b);
	merge();
	gettimeofday(&end, NULL);

	/*
	 * Print the sorted list.
	 */
	startusec = start.tv_sec * 1000000   start.tv_usec;
	endusec = end.tv_sec * 1000000   end.tv_usec;
	elapsed = (double)(endusec - startusec) / 1000000.0;
	printf("sort took %.4f secondsn", elapsed);
	/*for (i = 0; i < NUMNUM; i  )
		printf("%ldn", snums[i]);
	*/
	exit(0);
}

在我的这个电脑上可以得到的运行结果如下:

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