Come posso avviare i thread in C semplice?
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09-06-2019 - |
Domanda
Ho usato fork() in C per avviare un altro processo.Come posso iniziare una nuova discussione?
Soluzione
Dato che hai menzionato fork() presumo che tu sia su un sistema simile a Unix, nel qual caso Discussioni POSIX (di solito indicati come pthread) sono ciò che vuoi usare.
Nello specifico, pthread_create() è la funzione necessaria per creare un nuovo thread.I suoi argomenti sono:
int pthread_create(pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr, void *
(*start_routine)(void *), void * arg);
Il primo argomento è il puntatore restituito all'id del thread.Il secondo argomento sono gli argomenti del thread, che possono essere NULL a meno che non si desideri avviare il thread con una priorità specifica.Il terzo argomento è la funzione eseguita dal thread.Il quarto argomento è il singolo argomento passato alla funzione thread quando viene eseguita.
Altri suggerimenti
Per quanto ne so, ANSI C non definisce il threading, ma sono disponibili varie librerie.
Se utilizzi Windows, collegati a msvcrt e utilizza _beginthread o _beginthreadex.
Se stai utilizzando altre piattaforme, controlla la libreria pthreads (sono sicuro che ce ne sono anche altre).
I thread non fanno parte dello standard C, quindi l'unico modo per utilizzare i thread è utilizzare alcune librerie (ad esempio:Thread POSIX in Unix/Linux, _beginthread/_beginthreadex se si desidera utilizzare il runtime C da quel thread o semplicemente l'API CreateThread Win32)
pthreads è un buon inizio, guarda Qui
Dai un'occhiata a pthread (thread POSIX).
Filetti C11 + C11 atomic_int
Aggiunto a glibc 2.28.Testato su Ubuntu 18.10 amd64 (fornito con glic 2.28) e Ubuntu 18.04 (fornito con glibc 2.27) compilando glibc 2.28 dal sorgente: Più librerie glibc su un singolo host
Esempio adattato da: https://en.cppreference.com/w/c/lingual/atomic
principale.c
#include <stdio.h>
#include <threads.h>
#include <stdatomic.h>
atomic_int atomic_counter;
int non_atomic_counter;
int mythread(void* thr_data) {
(void)thr_data;
for(int n = 0; n < 1000; ++n) {
++non_atomic_counter;
++atomic_counter;
// for this example, relaxed memory order is sufficient, e.g.
// atomic_fetch_add_explicit(&atomic_counter, 1, memory_order_relaxed);
}
return 0;
}
int main(void) {
thrd_t thr[10];
for(int n = 0; n < 10; ++n)
thrd_create(&thr[n], mythread, NULL);
for(int n = 0; n < 10; ++n)
thrd_join(thr[n], NULL);
printf("atomic %d\n", atomic_counter);
printf("non-atomic %d\n", non_atomic_counter);
}
Compila ed esegui:
gcc -ggdb3 -std=c11 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c -pthread
./main.out
Uscita possibile:
atomic 10000
non-atomic 4341
È molto probabile che il contatore non atomico sia più piccolo di quello atomico a causa dell'accesso rapido attraverso i thread alla variabile non atomica.
Guarda anche: Come eseguire un incremento atomico e recuperare in C?
Analisi dello smontaggio
Smontare con:
gdb -batch -ex "disassemble/rs mythread" main.out
contiene:
17 ++non_atomic_counter;
0x00000000004007e8 <+8>: 83 05 65 08 20 00 01 addl $0x1,0x200865(%rip) # 0x601054 <non_atomic_counter>
18 __atomic_fetch_add(&atomic_counter, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
0x00000000004007ef <+15>: f0 83 05 61 08 20 00 01 lock addl $0x1,0x200861(%rip) # 0x601058 <atomic_counter>
quindi vediamo che l'incremento atomico viene eseguito a livello di istruzione con f0
prefisso di blocco.
Con aarch64-linux-gnu-gcc
8.2.0, otteniamo invece:
11 ++non_atomic_counter;
0x0000000000000a28 <+24>: 60 00 40 b9 ldr w0, [x3]
0x0000000000000a2c <+28>: 00 04 00 11 add w0, w0, #0x1
0x0000000000000a30 <+32>: 60 00 00 b9 str w0, [x3]
12 ++atomic_counter;
0x0000000000000a34 <+36>: 40 fc 5f 88 ldaxr w0, [x2]
0x0000000000000a38 <+40>: 00 04 00 11 add w0, w0, #0x1
0x0000000000000a3c <+44>: 40 fc 04 88 stlxr w4, w0, [x2]
0x0000000000000a40 <+48>: a4 ff ff 35 cbnz w4, 0xa34 <mythread+36>
quindi la versione atomica in realtà ha a cbnz
ciclo che viene eseguito fino al stlxr
il negozio ha successo.
Segno di riferimento
FARE.Crea un punto di riferimento per dimostrare che l'atomico è più lento.
Discussioni POSIX
principale.c
#define _XOPEN_SOURCE 700
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
enum CONSTANTS {
NUM_THREADS = 1000,
NUM_ITERS = 1000
};
int global = 0;
int fail = 0;
pthread_mutex_t main_thread_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void* main_thread(void *arg) {
int i;
for (i = 0; i < NUM_ITERS; ++i) {
if (!fail)
pthread_mutex_lock(&main_thread_mutex);
global++;
if (!fail)
pthread_mutex_unlock(&main_thread_mutex);
}
return NULL;
}
int main(int argc, char **argv) {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int i;
fail = argc > 1;
for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
pthread_create(&threads[i], NULL, main_thread, NULL);
for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
pthread_join(threads[i], NULL);
assert(global == NUM_THREADS * NUM_ITERS);
return EXIT_SUCCESS;
}
Compila ed esegui:
gcc -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c -pthread
./main.out
./main.out 1
La prima esecuzione funziona correttamente, la seconda fallisce a causa della mancata sincronizzazione.
Non sembrano esserci operazioni atomiche standardizzate POSIX: Operazioni atomiche portatili UNIX
Testato su Ubuntu 18.04. GitHub a monte.
CCG __atomic_*
built-in
Per coloro che non hanno C11, puoi ottenere incrementi atomici con __atomic_*
Estensioni GCC.
principale.c
#define _XOPEN_SOURCE 700
#include <pthread.h>
#include <stdatomic.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
enum Constants {
NUM_THREADS = 1000,
};
int atomic_counter;
int non_atomic_counter;
void* mythread(void *arg) {
(void)arg;
for (int n = 0; n < 1000; ++n) {
++non_atomic_counter;
__atomic_fetch_add(&atomic_counter, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
}
return NULL;
}
int main(void) {
int i;
pthread_t threads[NUM_THREADS];
for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
pthread_create(&threads[i], NULL, mythread, NULL);
for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
pthread_join(threads[i], NULL);
printf("atomic %d\n", atomic_counter);
printf("non-atomic %d\n", non_atomic_counter);
}
Compila ed esegui:
gcc -ggdb3 -O3 -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c -pthread
./main.out
Output e assembly generato:lo stesso dell'esempio "thread C11".
Testato su Ubuntu 16.04 amd64, GCC 6.4.0.