大连东软信息学院-多核多线程-实验一

3 模块二：临界区模块
3 编译执行，记录结果：Pi = The time of calculation was 6 编译执行，记录结果：Pi = The time of calculation was 7 加速比：1.90503951 ， 并行效率： 0.47625988 seconds seconds
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for( int i=0; i<NUMTHREADS; i++ ) ResumeThread(threadHandles[i]); // Start computing threads //while (threadCount != NUMTHREADS) {} computation of partial sums WaitForMultipleObjects(NUMTHREADS,eventHandles,TRUE,INFINITE); res = 0; for(int i=0; i<NUMTHREADS; i++) res += sums[i]; return 0; } int main() { clock_t start,stop; threadHandles = new HANDLE[NUMTHREADS + 1]; eventHandles = new HANDLE[NUMTHREADS +1 ]; //InitializeCriticalSection(&countCS); sums = new double[NUMTHREADS]; start=clock(); for(int i=0; i<NUMTHREADS;i++) { int * threadIdPtr = new int; *threadIdPtr = i; threadHandles[i] = CreateThread(NULL, 0, threadProc, threadIdPtr, CREATE_SUSPENDED, NULL); eventHandles[i]=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); } threadHandles[NUMTHREADS] = CreateThread(NULL, 0, masterThreadProc, NULL, 0, NULL); printf("Count of ln(1 + x) Mercator's series members is %d\n",SERIES_MEMBER_COUNT); printf("Argument value of x is %f\n", (double)x); WaitForMultipleObjects(NUMTHREADS+1,threadHandles,TRUE,INFINITE); stop=clock(); for(int i=0; i<NUMTHREADS+1; i++ ) CloseHandle(threadHandles[i]); delete threadHandles; delete eventHandles; //DeleteCriticalSection(&countCS); delete sums; // busy wait until all threads are done with
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在本模块中，哪些变量是需要保护的？为什么？采取什么方法实现的？
答：1）临界资源是需要保护的，也就是 sum 变量，这里将对 sum 的更新操作定义为临 界区操作
2）在多线程程序中，对于在子线程执行的代码中出现的被更新的全局变量要多加考虑，因 为具有这种特点的变量，很有可能会引起数据冲突，如果处理不好会使程序产生功能性错误 3）EnterCriticalSection(&gCS); sum+=sum1; LeaveCriticalSection(&gCS);
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} EnterCriticalSection(&gCS); sum+=sum1; LeaveCriticalSection(&gCS); return 0; } int main(int argc,_TCHAR* argv[]) { clock_t start, stop; start = clock(); HANDLE threadHandles[gNumThreads]; int tNum[gNumThreads]; InitializeCriticalSection(&gCS); step = 1.0/(double) num_steps; for(int i=0;i<gNumThreads;++i) { tNum[i]=i; threadHandles[i]=CreateThread(NULL,0,threadFunction,&tNum[i],0,NULL); } WaitForMultipleObjects(gNumThreads,threadHandles,TRUE,INFINITE); DeleteCriticalSection(&gCS); pi = step * sum; stop = clock(); printf("Pi = %12.12f\n",pi); printf("The time of calculation return 0; } was %f seconds\n",((double)(stop - start)/1000.0));
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项目总结。 在主线ห้องสมุดไป่ตู้中循环调用 CreateThread（）函数生成四个子线程分别去执行 helloFunc （）函数，并将线程的句柄保存在 hThread 数组中，CreateThread()的第四个参数给每 个线程传递参数 tNum 获取该线程号，由 helloFunc（）的参数接收并指向内容。由于 主线程为每个子线程传递了不同的参数， 所以通过子线程的执行结果可以判断出四个线 程的执行顺序。这个实验要我们初步认识了程序的并行化设计思想，为以后的并行化程 序设计打下了基础。
项目一 ：Windows*Threads 多线程编程
模块一：基础模块
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编译执行， 输出结果：
简答与思考： 1 写出修改后的HelloThreads的代码。
// HelloThreads.cpp : 定¡§义°?控?制?台¬¡§应®|用®?程¨¬序¨°的Ì?入¨?口¨²点Ì?。¡ê #include "stdafx.h" #include <windows.h>
const int numThreads = 4; DWORD WINAPI helloFunc(LPVOID arg) { int myNum=*((int*)arg); printf("Hello Thread!Thread %d \n",myNum); return 0; } int main(int argc,_TCHAR* argv[]) { HANDLE hThread[numThreads]; int tNum[numThreads]; for (int i = 0; i < numThreads; i++) { tNum[i]=i; hThread[i] = CreateThread(NULL, 0, helloFunc, &tNum[i], 0, NULL ); } WaitForMultipleObjects(numThreads, hThread, TRUE, INFINITE); return 0; }
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模块三：事件模块
3 编译执行，记录结果：Result is The time of calculation 4 阅读代码，回答下面问题。 （1）主线程共创建 5 个子线程。 was seconds
（2）各子线程调用的函数各是什么？
DWORD WINAPI threadProc(LPVOID par){} DWORD WINAPI masterThreadProc(LPVOID par){}
2 简述源代码中存在的问题，详述提出的改进方案及相关代码。 源代码中为使 “master” 子线程等待其余四个子线程执行完毕， 使用空循环保持 “master” 子线程的“等待”状态，这显然不是好的方法；改进方案中使用了事件，事件用于线程间 的执行顺序以保证对共享资源操作的完整性，本程序中，“master”子线程是另外创建的， 它需要另外四个子线程的执行结果，所以需要等待以保证获得它们的结果后再进行操作， 使用事件机制，程序中定义四个未激发的人工重置事件，“master”子进程在执行时以wait 方式等待事件被激发，由于其余四个子线程在完成任务后将事件从未激发设置为激发态， 从而使“master”子线程继续执行余下操作
（3）主线程等待 6
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个子线程的执行结束。
改进后的，编译执行，记录结果：Result is The time of calculation was seconds
简答与思考： 1 在 WINAPI threadProc(LPVOID par){}函数中为什么用临界区互斥了线程对 threadCount的 访问？为什么对于全局数据变量sums的访问没有互斥？ WINAPI threadProc(LPVOID par){} 函数使用多线程执行的 threadCount 是记录线程个 数的，而它对于 masterThreadProc （）函数要等待所有线程（ threadCount ）做完对 sums 的计算，然后再进行最后的四个线程结构的累加，它是这两个函数的共享变量，对于它的 操作必须原子化，以保证每次只有一个线程对其自增，所以使用临界区互斥了每个线程对 threadCount的访问，避免了数据冲突的发生。 而对于数据变量sums每一个数组元素下标值是每个子线程获得的参数， 该参数标记了各 个子线程，sums数组分别对应每一个线程，从而使每个子线程操作的变量分别保存在对应 的数组元素中，四个线程互不影响，所以并不需要互斥。