1. 提高并行性的代码
2. 并行程序的性能评价
3. 线程安全 - 线程不安全的函数
4. 线程安全 - 线程安全的函数
5. 竞争
6. 死锁

提高并行性的代码

1. 使用共享全局变量, 各个线程负责计算数组的一部分, 但在更新全局变量的时候依然采取加锁的方式
2. 每个线程每次迭代的时候直接更新结果数组的一个元素, 最后主线程将结果数组求和
3. 每个线程使用一个局部变量存放结果, 计算完毕之后再将局部变量放到结果数组中, 之后主线程对结果数组求和

并行程序的性能评价

练习 12.11 填写并行程序的指标表格

线程安全 - 线程不安全的函数

1. 不保护共享变量的函数. 这种函数类似于一开始编写的将cnt乘以2的函数, 压根没有保护共享变量, 随意读写. 将其修改成线程安全函数, 需要读写变量的地方加上PV操作.
2. 保持跨越多个调用状态的函数. 这种函数的状态依赖于前次调用的结果, 比如随机数生成函数包, 每次会计算下一次的种子, 然而多线程调用的时候, 可能会在计算下一次种子之前再次访问这个函数, 这样就得到了连续多个一样的随机数. 修改这种函数一般需要修改源代码.
3. 返回指向静态变量的指针的函数. 这个程序包在参加编译的时候, 在内存里放了一个静态变量, 然后将结果指向这个变量, 返回指针. 这导致多线程调用的时候, 全部都在共享这个静态变量. 改进的方法一种是重写这个函数, 另一种方法就是在调用这个函数的时候加锁, 然后将函数的返回值复制到一个私有的内存位置, 一般可以使用一个包装函数.
4. 调用线程不安全函数的函数. 如果一个函数在调用上边三类函数, 这个函数也是线程不安全的, 但如果调用的是第一类和第三类, 可以通过加锁来让这个函数变成线程安全的.

线程安全 - 线程安全的函数

1. 显式可重入函数: 即所有的函数参数都是传值而不是传递引用, 所有数据都是本地变量. 这个其实就是一个纯粹的过程.
2. 隐式可重入函数: 即传递的参数中有指针, 但是指针不指向共享数据.

竞争

#include "csapp.h"

#define N 300

void *thread(void *vargp);

int main(){
    pthread_t tid[N];
    int i;

    for (i = 0; i < N; i++) {
        //将i的地址传给线程, 注意i 是main的局部变量, 对线程来说是共享变量
        Pthread_create(&tid[i], NULL, thread, &i);
    }

    for (i = 0; i < N; i++) {
        Pthread_join(tid[i], NULL);
    }
    exit(0);
}

void *thread(void *vargp) {
    //读i的值, 注意, 很可能和i自增的过程发生竞争
    int myid = *((int *) vargp);
    printf("Hello, myid is %d\n", myid);
    return NULL;
}

#include "csapp.h"

#define N 300

void *thread(void *vargp);

int main(){
    pthread_t tid[N];
    //一个指针
    int i, *ptr;

    for (i = 0; i < N; i++) {
        //申请一个内存空间, 每次传递给线程的ptr都不同. 即使被线程释放, 在传递给新线程相同的区域, 也不受影响, 因为线程已经将值保存在线程的局部变量中
        ptr = Malloc(sizeof(int));
        *ptr = i;
        Pthread_create(&tid[i], NULL, thread, ptr);
    }

    for (i = 0; i < N; i++) {
        Pthread_join(tid[i], NULL);
    }
    exit(0);
}

void *thread(void *vargp) {
    //读取指针指向的值到局部变量
    int myid = *((int *) vargp);
    //释放内存
    Free(vargp);
    printf("Hello, myid is %d\n", myid);
    return NULL;
}

练习 12.13 如果在主线程创建线程之后立刻释放内存, 会如何?

练习 12.14 不使用malloc或者free函数的方法

死锁

练习 12.15 死锁问题

    线程1:        线程2:
    P(s)         P(s)
    V(s)         V(s)
    P(t)         P(t)
    V(t)         V(t)