c - 我如何让 C 中的多个线程处理二维数组的同一个 for 循环？

Question

我有一个 C 语言的程序。

我已经使用 pthread_create 创建了 3 个线程，并且创建了一个互斥体 为了锁定/解锁关键区域。

pthread_create 的第三个参数 是指向线程将执行的函数的指针。

在我在网上找到的示例中，此函数总是非常简单，例如打印线程 ID 或打印消息。

当线程要执行的函数包含for 循环时会发生什么？

因为在我的程序中，我希望每个线程都使用一个二维数组。

每个线程求一个二维数组的一行的和。 例如

Thread1要计算二维数组第一行的和

Thread2 应计算第二行的总和
Thread1 应计算第 3 行的总和
Thread3 应计算第 3 行的总和

我不关心线程的顺序，但我需要每一个 线程选择其中一行。

我有以下代码求和二维数组中的两个单元格。

程序:

1. 创建 NTHREADS

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

2. 每个线程等待其他线程完成

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

3. 除了数组的ONE 和整个数组的NOT，每个线程应该执行的函数是

   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: 该程序没有任何编译错误。

为了运行它你应该做: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，我希望每个线程都能找到一行的总和，但我很困惑，我不知道 怎么做。

在我的程序中，每次线程调用 Calculate 函数时，都会计算所有行的总和，而不仅仅是一个

[注意:为简单起见，我将第一个元素与其自身相加，重点是理解 这些线程如何在那个 for 循环中发生]

如果有人能帮助我，我会很高兴

提前致谢

Answer 1

您应该创建一个线程参数数组，并将这些参数一个一个地传递给线程。在您的情况下，指向 int 的单个指针就足够了:您将其索引 threadindex 从零传递给线程 NTHREADS，然后线程传回满足 row % NTHREADS == threadindex 的行的总和。

这是你的线程函数的样子:

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);
}