c - C 中的信号量和线程

Question

程序应采用3个文件名作为参数，创建2个线程，第一个线程从第一个文件读取，第二个线程从第二个文件读取，并且它们都写入第三个文件。最终，他们应该交替将正在读取的文件中的每一行写入第三个文件。当我运行程序时，它们并没有真正交替；有时，一个线程将其所有行写入文件，然后另一个线程将其所有行写入文件。有时，它们每条线交替，然后一条线一对，然后另一条线交替。有人可以指出我的写入方向，让每个线程交替写入文件吗？我发现当我更改 sem_init 函数的第三个参数时，它会影响线程交替的方式。

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


#define BADFILE  2
#define BADPARAM 3
#define DEBUG    1

sem_t mutex;

typedef struct {
    char *file;
    FILE *mf;
} read_args;

void error(char *msg, int code)
{
    fprintf(stderr, "Error: %s\nAborting.\n", msg);
    exit(code);
}

void *readFile1(void *p)
{

    read_args *param = (read_args *)p;
    FILE *f1;
    char *line;
    size_t len = 0;
    ssize_t read;
    int lineCount = 1;
    f1 = fopen(param->file, "r");
    if(f1 == NULL)
    {
        error("File not found.", BADFILE);
    }


    while((read = getline(&line, &len, f1)) != -1)
    {  
        sem_wait(&mutex);
        fprintf(param->mf,"%s: %d: %s", param->file, lineCount,line);

#if DEBUG        
        printf("%s: %d: %s", param->file, lineCount,line);
#endif 

        sem_post(&mutex);
        lineCount++;
    } 
    fclose(f1);
    pthread_exit(NULL);
}

void *readFile2(void *p)
{

    read_args *param = (read_args *)p;
    FILE *f1;
    char *line;
    size_t len = 0;
    ssize_t read;
    int lineCount = 1;
    f1 = fopen(param->file, "r");
    if(f1 == NULL)
    {
        error("File not found.", BADFILE);
    }
    //sem_wait(&mutex);
    while((read = getline(&line, &len, f1)) != -1)
    {  
        sem_wait(&mutex);
        fprintf(param->mf,"%s: %d: %s", param->file, lineCount,line);

#if DEBUG        
        printf("%s: %d: %s", param->file, lineCount,line);
#endif 

        sem_post(&mutex);
        lineCount++;
    }

    fclose(f1);
    pthread_exit(NULL);
}


int main(int argc, char **argv)
{
    FILE *f;
    char *mergedfile;
    pthread_t tid1, tid2;
    read_args *p1;
    read_args *p2;
    p1 = malloc(sizeof(read_args));
    p2 = malloc(sizeof(read_args));
    if(argc != 4)
    {
        error("Invalid parameters. Proper use: ./merge <file1> <file2>" 
            " <mergedfile>", BADPARAM);
    }

    p1->file = argv[1];
    p2->file = argv[2];

    mergedfile = argv[3];
    f = fopen(mergedfile, "w");
    if(f == NULL)
    {
        error("Can't open file.", BADFILE);
    }
    p1->mf = f;
    p2->mf = f;

    sem_init(&mutex, 0, 3);
    if(pthread_create(&tid1, NULL, readFile1, (void*)p1) < 0)
    {
        error("Can't create first thread", EXIT_FAILURE);
    }
    if(pthread_create(&tid2, NULL, readFile2, (void*)p2) < 0)
    {
        error("Can't create second thread", EXIT_FAILURE);
    }
    if(pthread_join(tid1, NULL) < 0)
    {
        error("Can't join first thread", EXIT_FAILURE);
    }
    if(pthread_join(tid2, NULL) < 0)
    {
        error("Can't join second thread", EXIT_FAILURE);
    }
    sem_destroy(&mutex);

    fclose(f);
    return(EXIT_SUCCESS);

}

Answer 1

您将信号量用作互斥锁。这将保持一个线程写入，而另一个线程阻塞，但无法保证执行顺序。正如您发现的那样，同一个线程可以连续多次获取信号量。每个线程都需要向对方发出信号，表明轮到它们了。他们通过发帖来做到这一点。

如果您使用第二个信号量，您可以强制线程交替。线程 1 需要等待互斥体 1 并发送到互斥体 2。线程 2 等待互斥体 2 并将其发送到互斥体 1。 Mutex1 需要初始化为 1，这样它才能先执行； mutex2 被初始化为 0，因此它必须等到 thread1 首先运行并发布才能执行任何操作。确保在 pthread_exit 之前发布到另一个线程的互斥锁，否则另一个线程可能有更多内容要读取，但会陷入死锁。

您还应该将 lineCount 的增量放在临界区中，因为它在线程之间共享。