在linux中调度两个线程两个打印一个数字模式

Question

我想使用两个线程 T1 和 T2 打印数字。 T1 应该打印像1,2,3,4,5 这样的数字，然后T2 应该打印6,7,8,9,10，然后T1 应该开始，然后T2 应该跟随。它应该从1....100 打印。我有两个问题。

1. 如何使用线程和一个全局变量完成任务？
2. 如何在 linux 中按所需顺序调度线程？

Answer 1

如何在 linux 中按所需顺序调度线程？

您需要使用锁定原语，例如互斥锁或条件变量来影响线程的调度顺序。或者你必须让你的线程在订单上独立工作。

如何使用线程和一个全局变量完成任务？

如果您只允许使用一个变量，那么您不能使用互斥锁（它将是第二个变量）。所以你必须做的第一件事就是声明你的变量是原子的。否则编译器可能会优化你的代码，使得一个线程不会看到其他线程所做的更改。对于您想要的如此简单的代码，它将通过在寄存器上缓存变量来实现。使用std::atomic_int。您可能会找到使用volatile int 的建议，但现在std::atomic_int 是一种更直接的方法来指定您想要的内容。

你不能使用互斥锁，所以你不能让你的线程等待。它们将不断运行并浪费 CPU。但这对于这项任务来说似乎没问题。所以你需要写一个自旋锁。线程将在一个循环中等待，不断检查该值。如果value % 10 < 5 则第一个线程中断循环并执行递增，否则第二个线程执行此工作。

因为这个问题看起来像一个家庭作业，所以我没有在这里展示任何代码示例，你需要自己编写它们。

Answer 2

1：最简单的方法是使用互斥锁。 这是一个带有不公平/未定义调度的基本实现

int counter=1;
pthread_mutex_t mutex; //needs to be initialised

void incrementGlobal() {
    for(int i=0;i<5;i++){
        counter++;
        printf("%i\n",counter);
    }
 }

T1/T2：

pthread_mutex_lock(&mutex);
incrementGlobal();
pthread_mutex_unlock(&mutex);

2：可以使用条件变量来归档正确的顺序： （但这需要更多的全局变量）

全局：

int num_thread=2;
int current_thread_id=0;
pthread_cond_t cond; //needs to be initialised

T1/T2：

int local_thread_id; // the ID of the thread
while(true) {
    phread_mutex_lock(&mutex);
    while (current_thread_id != local_thread_id) {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }
    incrementGlobal();
    current_thread_id = (current_thread_id+1) % num_threads; 
    pthread_cond_broadcast(&cond);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

Answer 3

如何使用线程和一个全局变量完成任务？

如果您使用Linux，您可以使用POSIX 库在C 编程语言中进行线程化。图书馆是<pthread.h>。然而，作为替代方案，一个非常便携且相对非侵入性的库，在gcc 和g++ 上得到很好的支持，MSVC 上的（旧版本）是openMP。

它不是标准的 C 和 C++，但 OpenMP 本身就是一个标准。

如何在 linux 中按所需顺序调度线程？

为了实现你想要的打印操作，你需要一个全局变量，它可以被你的两个线程访问。两个线程轮流访问全局变量variable并执行操作（increment和print）。但是，要实现desired order，您需要有一个mutex。互斥量是一种互斥信号量，是信号量的一种特殊变体，一次只允许一个储物柜。当您有一个资源实例 (global variable in your case) 并且该资源由两个线程共享时，可以使用它。锁定该互斥锁后的线程可以独占访问资源实例，并且在完成其操作后，线程应该为其他线程释放互斥锁。

您可以从here 中的<pthread.h> 中的线程和互斥锁开始。

您的问题可能的解决方案之一可能是该程序如下所示。不过，我建议你自己找试试看，然后看看我的解决方案。

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

pthread_mutex_t lock;
int variable=0;

#define ONE_TIME_INC 5
#define MAX 100

void *thread1(void *arg)
{
 while (1) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    printf("Thread1: \n");
    int i;
    for (i=0; i<ONE_TIME_INC; i++) {
        if (variable >= MAX)
            goto RETURN;
        printf("\t\t%d\n", ++variable);
    }   
    printf("Thread1: Sleeping\n");
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    usleep(1000);
}
RETURN:
pthread_mutex_unlock(&lock);
return NULL;
}

void *thread2(void *arg)
{
while (1) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    printf("Thread2: \n");
    int i;
    for (i=0; i<ONE_TIME_INC; i++) {
        if (variable >= MAX)
            goto RETURN;
        printf("%d\n", ++variable);
    }   
    printf("Thread2: Sleeping\n");
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    usleep(1000);
}
RETURN:
pthread_mutex_unlock(&lock);
return NULL;

}

int main()
{

if (pthread_mutex_init(&lock, NULL) != 0) {
    printf("\n mutex init failed\n");
    return 1;
}

pthread_t pthread1, pthread2;
if (pthread_create(&pthread1, NULL, thread1, NULL))
    return -1;
if (pthread_create(&pthread2, NULL, thread2, NULL))
    return -1;

pthread_join(pthread1, NULL);
pthread_join(pthread2, NULL);

pthread_mutex_destroy(&lock);

return 0;
}