様々な言語における並行、並列処理(C,C++編)

##知識
並列処理(Parallel)と並行処理(Concurrent)

• 並行: 1CPU,マルチスレッド(同期)

• 並列: マルチCPU(非同期)

• 排他制御: あるデータに対し、特定スレッド内での処理が終わる前に、他のスレッドからアクセスできないようにする。

##実験
一度の命令でアクセスできない64bit整数型の変数を複数スレッドからアクセスしてみる

pthread_test

#include "pthread.h"
#include <stdio.h>

void *func(void *p){
	printf("Passed: %d",*(short*)p);
}

int main(void){
	
	pthread_t pthread;
	short val = 2525;
	pthread_create(&pthread,NULL,&func,&val);
	pthread_join(pthread,NULL);
	printf("MAIN FINISHED");

	return 0;
}

pthreadsで簡単にマルチスレッド。

32bitCPUでLONGLONG型(64bit)に複数スレッドからアクセスしようとすると…

longlongbreak

#include "pthread.h"
#include <stdio.h>
#define REPEAT 5000000

long long int a = 0;

void check(){
    if(a != 1 && a != -1){
	printf("LONG LONG VALUE HAS BROKEN!!!");
    }
}

void *func(){
    int i;
    for(i=0;i<REPEAT;i++){
	a=1;
	check();
    }
    printf("SUB FINISHED");
}

int main(void){

    pthread_t pthread;
    pthread_create(&pthread,NULL,&func,NULL);
    int i;
    for(i=0;i<REPEAT;i++){
	a=-1;
	check();
    }
    pthread_join(pthread,NULL);
    printf("MAIN FINISHED");

    return 0;
}

結果:
LONG LONG VALUE HAS BROKEN!!!SUB FINISHEDMAIN FINISHED

私の環境ではREPEAT回数を5000000回にした辺りから、値の破壊が発生する。
これは32BITCPUでは、一度の命令では64bit型データにアクセスできないからである。
これを防ぐために排他制御が必要。

排他制御を行うには、mutexを使う。

mutex

#include "stdio.h"
#include "pthread.h"
#define REPEAT 50000000

pthread_mutex_t mutex;
long long int a = 0;

void check(){
	if(a != -1 && a != 1){
		printf("LOG LONG HAS BROKEN!");
	}
}

void *func_thread() {
  int i=0;
  for(i=0; i < REPEAT; i++){
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    a = 1;
	check();
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
  }
  printf("SUB FINISH");
}

int main(void) {
  pthread_mutex_init(&mutex, NULL);//mutexオブジェクト初期化
  pthread_t pthread;
  pthread_create( &pthread, NULL, &func_thread,NULL);

  int i=0;
  for(i=0; i < 10000; i++){
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    a =-1;
	check();
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
  }

  pthread_join(pthread, NULL); 
  pthread_mutex_destroy(&mutex);//mutexオブジェクト破棄
  printf("MAIN FINISH");

  return 0;
}

このようにすれば値破壊は起こらない。

引用: https://ota42y.com/blog/2015/06/18/c-thread/
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