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Pthreads库

pthread_attr() 初始化线程的各项属性

pthread_attr_setdetachstate() 为初始化的线程设置属性

pthread_create() 创建一个线程

第一个参数	是每个线程的“句柄”，对操作系统非常重要，使操作系统能够跟踪线程。
第二个参数	对于所有线程都相同，内容是线程属性
第三个参数	告诉线程要执行的任务
第四个参数	经过一些指针操作后，该参数指向TheParam[i]，每个线程知道自己是谁

pthread_attr_destroy()

pthread_join()合并线程

用于将任何给定的线程合并到最初创建它的线程中。你可以将“合并”过程想象成“毁灭”线程，或者父线程“吞食”刚刚创建的线程。

示例

main主函数被重复执行3次，每次执行使用2个线程完成计算任务。

#include <pthread.h>
#include <stdint.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>  // sleep()函数头文件


#define REPS 	     3
#define MAXTHREADS   128

long  			NumThreads=2;         		// Total number of threads working in parallel 并行的线程总数
int 	     	ThParam[MAXTHREADS];		// Thread parameters ...线程参数
pthread_t      	ThHandle[MAXTHREADS];		// Thread handles 线程句柄
pthread_attr_t 	ThAttr;						// Pthread attrributes

void *MTFlip(void* tid)
{
	int i;
	long ts = *((int *) tid);       	// My thread ID is stored here
	printf("\ntid=%d\n",tid);
	
	for(i=0;i<3;i++){
		sleep(1);
		printf("\n 正在使用ts=%d 执行计算任务,循环到i=%d\n",tid,i);
	}
	
	pthread_exit(0);
}


int main(int argc, char** argv)
{

	int 				a,i,ThErr;
	struct timeval 		t;
	double         		StartTime, EndTime;
	double         		TimeElapsed;

	if((NumThreads<1) || (NumThreads>MAXTHREADS)){
		printf("\nNumber of threads must be between 1 and %u... Exiting abruptly\n",MAXTHREADS);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	else{
		if(NumThreads != 1){
			printf("\nExecuting the multi-threaded version with %li threads ...\n",NumThreads);
		}
		else{
			printf("\nExecuting the serial version ...\n");
		}
	}

	gettimeofday(&t, NULL);
	StartTime = (double)t.tv_sec*1000000.0 + ((double)t.tv_usec);

	if(NumThreads >1){
		
		for(a=0; a<REPS; a++){
			pthread_attr_init(&ThAttr);
			pthread_attr_setdetachstate(&ThAttr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
			printf("\n 代码重复执行第 %d 次\n",a+1);
			for(i=0; i<NumThreads; i++){
				ThParam[i] = i;
				ThErr = pthread_create(&ThHandle[i], &ThAttr, MTFlip, (void *)&ThParam[i]);
				if(ThErr != 0){
					printf("\nThread Creation Error %d. Exiting abruptly... \n",ThErr);
					exit(EXIT_FAILURE);
				}
			}
			pthread_attr_destroy(&ThAttr);
			for(i=0; i<NumThreads; i++){
				pthread_join(ThHandle[i], NULL);
			}
		}
	}else{
		printf("\n单线程串行执行代码\n");
		
		}
	

	gettimeofday(&t, NULL);
	EndTime = (double)t.tv_sec*1000000.0 + ((double)t.tv_usec);
	TimeElapsed=(EndTime-StartTime)/1000.00;
	TimeElapsed/=(double)REPS;

	printf("\n\nTotal execution time: %9.4f ms ",TimeElapsed);
	
	return (EXIT_SUCCESS);
}

参考教程1
参考教程2

多线程对数据进行分块处理

利用多线程数量，将数据处理进行分块遍历，并建立相应的处理索引序号。

void *MTFlipV(void* tid)
{
	struct Pixel pix; //temp swap pixel
	int row, col;
	
	printf("函数入参是void*泛型指针(通用指针),它是指针，命名为tid，指的是一个地址,十进制表示为为%d，十六进制表示为%x,地址号为%p\n",tid,tid,tid);
	
	printf("void*泛型指针的sizeof为%zu\n",sizeof(tid));
	printf("void*泛型指针不能直接解引用，需要被强制类型转换\n");

	long ts = *((int *) tid);       	// My thread ID is stored here
	
	printf("%\n tid=%d, ts=%d\n",tid,ts);
	printf("ip.Hbytes=%d\n", ip.Hbytes);
	
	ts *= ip.Hbytes/NumThreads;			// start index 数据分块遍历的开始索引
										// ts =ts * (ip.Hbytes/Numthread)
	printf("\nstart index = %d\n",ts);
	
	long te = ts+ip.Hbytes/NumThreads-1; 	// end index 数据分块遍历的结束索引

	printf("\nend index = %d\n",te);

	for(col=ts; col<=te; col+=3)
	{
		....
	}
}

long ts = *((int *) tid)

指针解引用

指针代表的是地址，访问地址背后代表的数据，就是指针的解引用。
* 表示的是运算符

#include<stdio.h>

int main(){
	int a=4;
	int b=8;
	int *p1=&a;
	int *p2=&b;
	
	printf("变量a的内存地址为%p\n",&a);
	printf("指针p1的内存地址为%p\n",p1);
	printf("指针变量的解引用后数值为%d\n",*p1);
	
	printf("\n变量a的内存地址为%p\n",&b);
	printf("指针p1的内存地址为%p\n",p2);
	printf("指针变量的解引用后数值为%d\n",*p2);
	
	long  c=0;
	void *p3=&c;
	long d = *((int*)p3);
	printf("\np3指针解引用的值为%d\n",*(int*)p3);

}

复合赋值运算符 *=

ts *= ip.Hbytes/NumThreads; 表示 $ts=ts\ast (ip.Hbytes/Numthread)$

toupper() 小写字母转换为大写字母

C 库函数 int toupper(int c)把小写字母转换为大写字母。
反参：
如果 c 有相对应的大写字母，则该函数返回 c 的大写字母，否则 c 保持不变。返回值是一个可被隐式转换为 char 类型的 int 值。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
   int i = 0;
   char str[] = "runoob";
   
   while(str[i])
   {
      putchar (toupper(str[i]));
      i++;
   }
   
  return(0);
}

gettimeofday() 获取到当前时间的秒数

该函数的头文件在/usr/include/sys/time.h头文件中。

函数原型：int gettimeofday(struct timeval*tv, struct timezone *tz);

用到两个结构体： timeval 和 timezone

这两个结构体定义在/usr/include/linux/time.h头文件中。

示例2

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    struct timeval tv;
    struct timezone tz;
    gettimeofday (&tv, &tz);
    printf("\ntv_sec; %d\n", tv.tv_sec);
    printf("tv_usec; %d\n", tv.tv_usec);
    printf("tz_minuteswest; %d\n", tz.tz_minuteswest);
    printf("tz_dsttime, %d\n", tz.tz_dsttime);
}

示例2

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>  // sleep()函数头文件

#define REPS 	     1

int main()
{
	struct timeval 		t;
	double         		StartTime, EndTime;
	double         		TimeElapsed;

	gettimeofday(&t, NULL);
	StartTime = (double)t.tv_sec*1000000.0 + ((double)t.tv_usec);

	sleep(30);  //休眠30秒

	gettimeofday(&t, NULL);
	EndTime = (double)t.tv_sec*1000000.0 + ((double)t.tv_usec);
	TimeElapsed=(EndTime-StartTime)/1000.00;
	TimeElapsed/=(double)REPS;

	printf("\n\nTotal execution time: %9.4f ms ",TimeElapsed);

}