如何在C中使用多个线程处理二维数组的相同循环？

Question

我有一个C程序.

我用pthread_create创建了3个线程,我创建了一个互斥锁,以锁定/解锁关键区域.

该3ND参数的在pthread_create是一个指向该线程将执行的功能.

在我在Web中找到的示例中,此函数 始终非常简单,例如打印线程ID或打印消息.

当线程执行的函数包含for循环时会发生什么？

在我的程序中,我希望每个线程都使用二维数组.

每个线程应找到二维数组的总和.例如

Thread1应计算二维数组第一行的总和

线程2将计算的第二行的总和
线程1将计算3ND线的总和
Thread3应计算3ND线的总和

我不关心线程的顺序,但我需要每个线程选择其中一行.

我有以下代码,它将二维数组中的两个单元格相加.

该程序:

1. 创造NTHREADS

    for(i=0; i < NTHREADS; i++)
       {
          pthread_create( &thread_id[i], NULL, CalculateSum, NULL );
       }
   

2. 每个线程都等待其他线程完成

   for(j=0; j < NTHREADS; j++)
      {
         pthread_join( thread_id[j], NULL);
      }
   

3. 每个线程应该执行的函数但是对于数组的一行而不是对于WHOLE数组是

   void *CalculateSum(void *dummyPtr)
   {
      pthread_mutex_lock( &mutex1 );
   
    int i,j,sum = 0;
   
     for( i = 0; i <= N-1; i++) {
           for( j = 0; j <= M-1; j++) {
                   sum = dimensional_array[i][j] + dimensional_array[i][j];
           }
            printf(" Sum = %d\n", sum);
           }
   
      counter++;
   
      pthread_mutex_unlock( &mutex1 );
   }
   

整个程序如下:程序没有任何编译错误.

为了运行它,你应该:gcc -pthread program.c

    //program.c

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

   #define NTHREADS 3
   void *CalculateSum(void *);
   pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
   int  counter = 0;

   #define N 10
   #define M 10

   int dimensional_array[N][M];

   main()
   {
      pthread_t thread_id[NTHREADS];
      int i, j;

      for (i = 0; i <= N - 1; i++ )
           for( j = 0; j <= M - 1; j++)
                   dimensional_array[i][j] = i;

      for(i=0; i < NTHREADS; i++)
      {
         pthread_create( &thread_id[i], NULL, CalculateSum, NULL );
      }

      for(j=0; j < NTHREADS; j++)
      {
         pthread_join( thread_id[j], NULL);
      }



      printf("Final counter value: %d\n", counter);

      //print ARRAY
      for (i = 0; i <= N-1; i++ ) {
           for( j = 0; j <= M-1; j++)
                   printf("%d\t",dimensional_array[i][j]);
           printf("\n");
           }
   }
   //Calculate
   void *CalculateSum(void *dummyPtr)
   {
      pthread_mutex_lock( &mutex1 );

    int i,j,sum = 0;

     for( i = 0; i <= N-1; i++) {
           for( j = 0; j <= M-1; j++) {
                   sum = dimensional_array[i][j] + dimensional_array[i][j];
           }
            printf(" Sum = %d\n", sum);
           }

      counter++;

      pthread_mutex_unlock( &mutex1 );
   }

所以,我希望每个线程找到一条线的总和,但我很困惑,我不知道该怎么做.

在我的程序中,每次线程调用Calculate函数时,所有行的总和都计算出来,而不仅仅是一行

[注意:为了简单起见,我将第一个元素与它自己的元素相加,重点是理解这些线程如何在for循环中发生]

如果有人可以帮助我,我会很高兴

提前致谢

Answer 1

您应该创建一个每线程参数的数组,并将它们逐个传递给线程.在你的情况下,单个指针int就足够了:你将索引threadindex从零传递到线程NTHREADS,然后线程传回行的总和,这样row % NTHREADS == threadindex.

以下是您的线程函数的外观:

void *CalculateSum(void *args)
{
    int *argPtr = args;

    int i,j,sum = 0;
    int threadindex = *argPtr;

    for( i = 0; i <= N-1; i++) {
        if (i % NTHREADS != threadindex) continue;
        for( j = 0; j <= M-1; j++) {
            sum += dimensional_array[i][j];
        }
    }

    pthread_mutex_lock( &mutex1 ); Mutex must go here
    counter++;
    pthread_mutex_unlock( &mutex1 );
    // Pass the value back:
    *argPtr = sum;
}


main()
{
    pthread_t thread_id[NTHREADS];
    int thread_args[NTHREADS];
    int i, j;

    pthread_mutex_init(&mutex1, NULL);

    for (i = 0; i <= N - 1; i++ )
        for( j = 0; j <= M - 1; j++)
            dimensional_array[i][j] = i;

    for(i=0; i < NTHREADS; i++)
    {
        thread_args[i] = i;
        pthread_create( &thread_id[i], NULL, CalculateSum, &thread_args[i]);
    }

    int sum = 0;
    for(j=0; j < NTHREADS; j++)
    {
        pthread_join( thread_id[j], NULL);
        sum += thread_args[i];
    }

    printf("Final counter value: %d. Total: %d\n", counter, sum);
}