一个看似简单，但包含技术难点的线程问题

snakedy

我最近在使用OPENMP在各个环境下做时间，其中在WINDOWS的vs2008以及linux环境下都很顺利，但是在AIX环境下，CPU使用率总是提不上去，后来通过修改pthread_attr_setscope设置在SYSTEM中竞争，略微好点，但是效果仍然不明显。准备转向自己动手做线程试试，不过原先做线程处理都是任务型的，对于算法的并行没有做过，也就是说想用线程对循环计算进行并行化，我的数据是一个8192 * 8000的short数据，而且还分7层，所以是个数组，一次数组下标是很重要的，我就做了一个例子来确定线程计数器的唯一性（主要怕出现计数下标不唯一，造成的计算结果错误），我的实验程序如下：

1. 
   
2. #include <stdio.h>
   
3. #include <string.h>
   
4. #include <strings.h>
   
5. #include <stdlib.h>
   
6. #include <pthread.h>
   
7. 
   
8. int count = 1000000;
   
9. int k = 0;
   
10. pthread_mutex_t mutex;
    
11. 
    
12. void *thr_fn(void *arg)
    
13. {
    
14.         int tmp;
    
15. pthread_detach(pthread_self());
    
16. 
    
17. pthread_mutex_lock(&mutex);
    
18.    k++;
    
19.    tmp = k;
    
20. pthread_mutex_unlock(&mutex);
    
21. 
    
22.    int kk = 0;
    
23.    for(int z = 0; z < count; z++)
    
24.    {
    
25.       kk = z * z /kk + kk;
    
26.    }
    
27. 
    
28.    printf("%05d end pid:%u  tid:%u\n", tmp, getpid(), pthread_self());
    
29.    pthread_exit(0);
    
30.    return NULL;
    
31. }
    
32. 
    
33. int main()
    
34. {
    
35.    int err;
    
36.    int i = 0;
    
37.    pthread_t tid;
    
38.    for(; i < 10000; i++)
    
39.    {
    
40. printf("i = [%d]\n", i);
    
41.    err = pthread_create(&tid,NULL,thr_fn, NULL);
    
42.    if(err=0)
    
43.       printf("can't create thread:%s\n",strerror(err));
    
44.    }
    
45.    sleep(10);
    
46.    exit(0);
    
47. }
    

复制代码

内部使用线程锁作为保护机制，但是结果发现仍然有8个点被击穿了
num = [227]
num = [232]
num = [2770]
num = [5065]
num = [5242]
num = [7514]
num = [8446]
num = [9487]
有重复，难道线程内部不能使用流水呀，计数值么？

另外，main中的i是不能作为计数值参数传递的，以为竞争更厉害。

windoze

1. int kk = 0;
   
2. ...
   
3.       kk = z * z /kk + kk;

复制代码

你确定这程序能正常跑？

snakedy

大家看的人好多，有人知道么？其实这个例子前我还做了一些其他的实验，例如在main的for中使用临时变量，将i值传递给临时变量传递给线程；或者使用malloc分配变量空间啦，结果发现都不成，尤其是malloc方法，竟然使用的是同一地址，如果不free原先用过地址是不同地址，结果也是正确的，但是意味着内存溢出问题；

snakedy

可以，kk = z * z /kk + kk;只是我随便编的一个算法，怕被编译器给优化了，所以使用了kk在内的计算。其实换一个公式对实验并不冲突。

kongrenxin

同2楼所问，另外mutex不用初始化的么？

snakedy

其实，我的实验是不关心kk = z * z /kk + kk;的结果的，主要是为了验证tmp的值唯一在每个线程中；所以kk = z * z /kk + kk;用什么公式都可以；另外我是一个简单程序mutex开始执行，默认值就是0;

liuspring6

首先，请查看关键字 volatile
第二，这种数值可以用
win：Interlocked系列API
linux gcc：__sync_add_and_fetch 那一批函数
mac : OSAtomicIncrement32Barrier 一系列

群雄逐鹿中原

mutex写错，kk等于没有。

楼主放一段正确的程序上来再说，不然没法求证。

snakedy

楼上说的有道理，我参考资料http://blog.chinaunix.net/uid-14735472-id-111027.html，修改了一下代码：

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <string.h>
   
3. #include <strings.h>
   
4. #include <stdlib.h>
   
5. #include <pthread.h>
   
6. 
   
7. int count = 1000000;
   
8. volatile int k = 0;
   
9. pthread_mutex_t mutex;
   
10. 
    
11. void *thr_fn(void *arg)
    
12. {
    
13.         volatile int tmp;
    
14. pthread_detach(pthread_self());
    
15. 
    
16. pthread_mutex_lock(&mutex);
    
17.    k++;
    
18.    tmp = k;
    
19. pthread_mutex_unlock(&mutex);
    
20. 
    
21.    int kk = 0;
    
22.    for(int z = 0; z < count; z++)
    
23.    {
    
24.       kk = z * z /kk + kk;
    
25.    }
    
26. 
    
27.    printf("%05d end pid:%u  tid:%u\n", tmp, getpid(), pthread_self());
    
28.    pthread_exit(0);
    
29.    return NULL;
    
30. }
    
31. 
    
32. int main()
    
33. {
    
34.    int err;
    
35.    int i = 0;
    
36.    pthread_t tid;
    
37.    for(; i < 10000; i++)
    
38.    {
    
39. printf("i = [%d]\n", i);
    
40.    err = pthread_create(&tid,NULL,thr_fn, NULL);
    
41.    if(err=0)
    
42.       printf("can't create thread:%s\n",strerror(err));
    
43.    }
    
44.    sleep(10);
    
45.    exit(0);
    
46. }
    

复制代码

单执行结果任然有：5个重复点
num = [272]
num = [272]
num = [2375]
num = [7921]
num = [8362]

snakedy

我已经说了其实,kk那段不重要，这个实验时为了验证tmp值是否是唯一的，即从0到9999值，中间是否有重复值。楼上说的volatile很有道理，但是修改后仍然有重复值，真奇怪。