Question

我正在尝试通过执行多线程矩阵乘法程序来学习多线程。我一次计算一行。当我使用比行更少的线程时，我遇到了问题。我阅读了很多类似的帖子，但无法清楚地理解我如何重用它们。但是有两种可能的方法。

使用线程池并创建任务队列 - 在完成任务后我无法理解，如何将下一个任务分配给线程池中的特定线程
消息队列。

如何在共享变量sum上使用互斥锁？

请建议我在下面的程序中添加可能的更改。

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

#define M 6
#define K 7
#define N 8
#define NUM_THREADS 4

int A[M][K] = { { 1, 4, 8, 4, 5, 6, 2 }, { 7, 3, 2, 4, 1, 4, 5 }, { 2, 3, 9, 4,
        7, 1, 5 }, { 4, 3, 9, 4, 7, 2, 5 }, { 1, 3, 9, 9, 7, 1, 3 }, { 2, 4, 9,
        3, 7, 1, 5 } };
int B[K][N] = { { 8, 3, 8, 4, 5, 6, 2, 3 }, { 1, 3, 2, 2, 3, 4, 8, 1 }, { 8, 3,
        9, 1, 7, 1, 5, 2 }, { 1, 3, 9, 2, 7, 2, 5, 2 },
        { 1, 3, 9, 2, 7, 1, 3, 3 }, { 2, 4, 9, 3, 7, 1, 5, 2 }, { 2, 4, 9, 3, 7,
                1, 5, 2 } };
int C[M][N];

struct v {
    int i; /* row */
    int j; /* column */
};

void *runner(void *param); /* the thread */

int main(int argc, char *argv[]) {

    int i, j, count = 0;
    for (i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {

        //Assign a row and column for each thread
        struct v *data = (struct v *) malloc(sizeof(struct v));
        data->i = i;
        data->j = j;
        /* Now create the thread passing it data as a parameter */
        pthread_t tid[NUM_THREADS];       //Thread ID
        pthread_attr_t attr; //Set of thread attributes
        //Get the default attributes
        pthread_attr_init(&attr);
        //Create the thread
        pthread_create(&tid, &attr, runner, data);
        //Make sure the parent waits for all thread to complete
        pthread_join(tid, NULL );
        count++;

    }

    //Print out the resulting matrix
    for (i = 0; i < M; i++) {
        for (j = 0; j < N; j++) {
            printf("%d ", C[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

//The thread will begin control in this function
void *runner(void *param) {
    struct v *data = param; // the structure that holds our data
    int n, x, sum = 0; //the counter and sum

    //Calculating one row

    for (x = 0; x < N; x++) {
        for (n = 0; n < K; n++)

        {
            sum += A[data->i][n] * B[n][x];
        }
        //assign the sum to its coordinate
        C[data->i][data->j] = sum;
    }
    //Exit the thread
    pthread_exit(0); // How can I reuse this thread for another row instead of exiting it ?
}

任何帮助将不胜感激！

Answer 1

如何在共享变量sum上使用互斥锁？

您需要声明mutex并使用它来lock使用总和前的总和，并在使用总和后unlock。每次使用总和来保护它时都这样做。

这是一个例子：

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

pthread_mutex_lock(&lock);

use sum ....

pthread_mutex_unlock(&lock);

Answer 2

您可以重用pthread属性来创建多个线程。还需要销毁它以释放所有使用的资源。

同样允许线程并行运行首先创建所有线程，然后然后加入它们：

  ... 

  pthread_attr_t attr; //Set of thread attributes
  //Get the default attributes
  pthread_attr_init(&attr);
  pthread_t tids[NUM_THREADS] = {0};
  for (i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {

    //Assign a row and column for each thread
    struct v *data = (struct v *) malloc(sizeof(struct v));
    data->i = i;
    data->j = j;

    //Create the thread
    pthread_create(&tids[i], &attr, runner, data);
    //Make sure the parent waits for all thread to complete
    count++;
  }
  pthread_attr_destroy(&attr);

  for (i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
    pthread_join(tids[i], NULL);
  }

  ...

最后一点：上面的示例行中省略了错误检查。但是对于任何“真实”代码，总是检查系统调用的结果。

如何在多线程矩阵乘法中使用线程池和消息队列？

2 个答案: