c - 如何在多线程矩阵乘法中使用线程池和消息队列？

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。当我使用的线程少于行数时，我遇到了问题。我读了很多类似的帖子，但不清楚如何重用它们。但是有两种可能的方法。

1. 使用线程池并制作任务队列-我不明白任务完成后，下一个任务如何分配给线程池中的特定线程

2. 消息队列。

如何在共享变量 sum 上使用互斥锁？

请建议我应该在以下程序中添加的可能更改。

#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？

您需要声明一个mutex 并用它在使用sum 之前锁定 sum，并在使用sum 之后解锁。每次使用 sum 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);