Переключение контекста потока в выводе программы с использованием библиотеки Pthread
В настоящее время я изучаю многопоточность и Pthread. Я написал программу последовательности следующим образом:
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void foo(){
for(int i = 0; i < 3; i++){
printf("Hello world from foo\n");
}
}
void foo1(){
for(int i = 0; i < 3; i++){
printf("Hello world from foo1\n");
}
}
void bar(){
for(int i = 0; i < 2; i++){
printf("Hello world from bar\n");
}
}
int main(){
foo();
foo1();
bar();
for(int i = 0; i < 2; i++){
printf("Hello world from main\n");
}
}
Очевидно, что вывод этой программы всегда одинаков:
Hello world from foo
Hello world from foo
Hello world from foo
Hello world from foo1
Hello world from foo1
Hello world from foo1
Hello world from bar
Hello world from bar
Hello world from main
Hello world from main
Когда я модифицировал исходный код с помощью Pthread, вывод иногда становился хаотичным. Вот мой модифицированный код и пример вывода:
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* foo(){
for(int i = 0; i < 3; i++){
printf("Hello world from foo\n");
}
}
void* foo1(){
for(int i = 0; i < 3; i++){
printf("Hello world from foo1\n");
}
}
void bar(){
for(int i = 0; i < 2; i++){
printf("Hello world from bar\n");
}
}
int main(){
pthread_t t1,t2;
pthread_create(&t1,NULL,foo,NULL);
pthread_create(&t2,NULL,foo1,NULL);
bar();
pthread_join(t1,NULL);
pthread_join(t2,NULL);
for(int i = 0; i < 2; i++){
printf("Hello world from main\n");
}
}
Hello world from foo
Hello world from foo
Hello world from foo
Hello world from bar
Hello world from foo1
Hello world from foo1
Hello world from foo1
Hello world from bar
Hello world from main
Hello world from main
Как мы видим из вывода выше, порядок функции печати в функции bar не происходит постоянно. Я предполагаю, что на это может повлиять переключение контекста потока при планировании потока. Верна ли моя мысль по этому поводу? Спасибо за вашу помощь!
Спасибо за вашу помощь. В этом примере я использовал функцию печати для представления вывода программы. Поэтому переключение контекста становится более понятным. Я имею в виду, что если мы выполняем какие-то вычислительные задачи, это трудно реализовать. Что произойдет, если мы создадим потоки для задач, которые зависят от данных? Предположим, мы создаем 2 потока для функций A и B. Функции B будут ждать выполнения результата A. В теории многопоточности несколько потоков могут выполняться одновременно. Но в этом случае B должен ждать A. Как ОС справляется с этой ситуацией?
ОС не справляется. Это ваша работа как программиста, чтобы справиться с этим. ОС предоставляет вам механизмы синхронизации, такие как семафоры, которые вы можете использовать для кодирования желаемого многопоточного поведения.
Вот почему многопоточность всегда является проблемой для программистов, не так ли? Нам нужно зарезервировать исправление программы, решая, какая часть программы должна создать новый поток для повышения производительности.
Да. Это сложная задача, но преимущества в производительности заставляют нас двигаться в сторону многопоточности. В многоядерных процессорах более важно использовать многопоточность. Большинство приложений, которые вы сегодня использовали бы на своем ПК или телефоне, используют многопоточность.
Ответы 1
Да, ты прав. Выполняются три потока, и планировщик вашей операционной системы должен планировать потоки и выполнять переключение контекста. Следовательно, вы можете не получать один и тот же результат каждый раз, когда запускаете этот код.
Спасибо за вашу помощь. В этом примере я использовал функцию печати для представления вывода программы. Поэтому переключение контекста становится более понятным. Я имею в виду, что если мы выполняем какие-то вычислительные задачи, это трудно реализовать. Что произойдет, если мы создадим потоки для задач, которые зависят от данных? Предположим, мы создаем 2 потока для функций A и B. Функции B будут ждать выполнения результата A. В теории многопоточности несколько потоков могут выполняться одновременно. Но в этом случае B должен ждать A. Как ОС справляется с этой ситуацией?
Это задача программиста приложения, чтобы справиться с этой ситуацией. Доступно множество функций синхронизации, помогающих разработчику приложения добиться желаемого поведения. В этом случае функция соединения выполняет эту работу.
на это может повлиять переключение контекста потока при планировании потока. Да, это так. По сути, есть три потока, и точный порядок выполнения определяется планировщиком.