C 构造多线程的临界截面
我有一个生产者线程，它从源文件读取每个字符及其偏移量，然后将其写入共享循环缓冲区。C 构造多线程的临界截面,c,multithreading,file,producer-consumer,critical-section,C,Multithreading,File,Producer Consumer,Critical Section,我有一个生产者线程，它从源文件读取每个字符及其偏移量，然后将其写入共享循环缓冲区。 我还有一个消费线程，它读取缓冲区中最旧的元素，然后将其写入副本文件。 生产者和消费者线程的数量作为命令行参数给出，并且每次生产者/消费者线程读取或写入缓冲区，或读取或写入文件时，特定的一行写入日志文件。 现在我有一个关于生产者和消费者线程的关键部分。我如何构建它，以尽可能减少在关键部分花费的时间（速度越来越慢）。我想为我的生产者和消费者线程设置多个关键部分。例如，在我的producer线程中，我可以有
我还有一个消费线程，它读取缓冲区中最旧的元素，然后将其写入副本文件。
生产者和消费者线程的数量作为命令行参数给出，并且每次生产者/消费者线程读取或写入缓冲区，或读取或写入文件时，特定的一行写入日志文件。
现在我有一个关于生产者和消费者线程的关键部分。我如何构建它，以尽可能减少在关键部分花费的时间（速度越来越慢）。我想为我的生产者和消费者线程设置多个关键部分。例如，在我的producer线程中，我可以有一个关键部分用于读取源文件并将特定行（例如“从文件读取”）写入日志文件，另一个关键部分用于写入缓冲区并将特定行（例如“写入缓冲区”）写入日志文件。但是，如果关键部分是一个接一个的，这又有什么区别呢？
以下是我的制作人帖子：
void *INthread(void *arg)
{
printf("INSIDE INthread\n");
FILE *srcFile = (FILE*)arg;
FILE *lp; // Log file pointers.
int t_id = INid++; // Thread number.
int curOffset;
BufferItem result;
struct timespec t;
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
fseek(srcFile, 0, SEEK_CUR);
curOffset = ftell(srcFile); // Save the current byte offset.
fseek(srcFile, 0, SEEK_END);
if(len == 0) // If len hasnt been set by the first IN thread yet.
len = ftell(srcFile); // Save the length of the srcFile (number of chars).
fseek(srcFile, curOffset, SEEK_SET); // Revert file pointer to curOffset.
printf("ID %d number of bytes %d\n", t_id, len);
int offs;
int ch;
while(len > 0) // Go through each byte/char in file.
{
/*** CRITICAL SECTION ********************************/
sem_wait(&empty); /* acquire the empty lock */
pthread_mutex_lock( &pt_mutex );
if(len > 0){
fseek(srcFile, 0, SEEK_CUR);
if((offs = ftell(srcFile)) != -1)
result.offset = offs; /* get position of byte in file */
if((ch = fgetc(srcFile)) != EOF)
result.data = ch; /* read byte from file */
// Write to log file "read_byte PTn Ox Bb I-1".
if (!(lp = fopen(log, "a"))) {
printf("could not open log file for writing");
}
if(fprintf(lp, "read_byte PT%d O%d B%d I-1\n", t_id, offs, ch) < 0){
printf("could not write to log file");
}
printf("ID %d --- offset %d char %c len%d\n", t_id, result.offset, result.data, len);
addItem(&cBuff, &result);
// Write to log file "produce PTn Ox Bb Ii ".
if(fprintf(lp, "produce PT%d O%d B%d I%d\n", t_id, offs, ch, cBuff.lastInd) < 0){
printf("could not write to log file");
}
fclose(lp);
len--;
}
pthread_mutex_unlock( &pt_mutex );
sem_post(&full); /* signal full */
/*** END CRITICAL SECTION ********************************/
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
}
inJoin[t_id] = 1; // This IN thread is ready to be joined.
printf("EXIT INthread\n");
pthread_exit(0);
}
void *OUTthread(void *arg)
{
printf("INSIDE OUTthread\n");
struct timespec t;
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
int processing = 1;
FILE *targetFile, *lp;
BufferItem OUTresult;
int t_id = OUTid++;
int offs, ch;
int numBytes = len;
while(processing){
/*** CRITICAL SECTION ********************************/
sem_wait(&full); /* acquire the full lock */
pthread_mutex_lock( &pt_mutex );
cbRead(&cBuff, &OUTresult);
offs = OUTresult.offset;
ch = OUTresult.data;
if (!(lp = fopen(log, "a"))) {
printf("could not open log file for writing");
}
// Write to log file "consume CTn Ox Bb Ii".
if(fprintf(lp, "consume CT%d O%d B%d I%d\n", t_id, offs, ch, cBuff.lastInd) < 0){
printf("could not write to log file");
}
printf("From buffer: offset %d char %c\n", OUTresult.offset, OUTresult.data);
if (!(targetFile = fopen(arg, "r+"))) {
printf("could not open output file for writing");
}
if (fseek(targetFile, OUTresult.offset, SEEK_SET) == -1) {
fprintf(stderr, "error setting output file position to %u\n",
(unsigned int) OUTresult.offset);
exit(-1);
}
if (fputc(OUTresult.data, targetFile) == EOF) {
fprintf(stderr, "error writing byte %d to output file\n", OUTresult.data);
exit(-1);
}
// Write to log file "write_byte CTn Ox Bb I-1".
if(fprintf(lp, "write_byte CT%d O%d B%d I-1\n", t_id, offs, ch) < 0){
printf("could not write to log file");
}
fclose(lp);
fclose(targetFile);
pthread_mutex_unlock( &pt_mutex );
sem_post(&empty); /* signal empty */
/*** END CRITICAL SECTION ********************************/
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
}
outJoin[t_id] = 1; // This OUT thread is ready to be joined.
printf("EXIT OUTthread\n");
pthread_exit(0);
}
void*INthread（void*arg）
{
printf（“内部INthread\n”）；
FILE*srcFile=（FILE*）参数；
FILE*lp；//日志文件指针。
int t_id=INid++；//线程数。
int-curOffset；
项目结果；
结构timespect；
t、 tv_sec=0；
t、 tv\u nsec=rand（）%（十毫英寸+1）；
奈米睡眠（&t，空）；
fseek（srcFile，0，SEEK\u CUR）；
curOffset=ftell（srcFile）；//保存当前字节偏移量。
fseek（srcFile，0，SEEK_END）；
if（len==0）//如果第一个线程尚未设置len。
len=ftell（srcFile）；//保存srcFile的长度（字符数）。
fseek（srcFile，curOffset，SEEK_SET）；//将文件指针还原到curOffset。
printf（“ID%d字节数%d\n”，t\u ID，len）；
输入输出；
int-ch；
while（len>0）//遍历文件中的每个字节/字符。
{
/***临界截面********************************/
sem_wait（&empty）；/*获取空锁*/
pthread_mutex_lock（&pt_mutex）；
如果（len>0）{
fseek（srcFile，0，SEEK\u CUR）；
如果（（offs=ftell（srcFile））！=-1）
result.offset=offs；/*获取字节在文件中的位置*/
如果（（ch=fgetc（srcFile））！=EOF）
result.data=ch；/*从文件中读取字节*/
//写入日志文件“读取字节PTn Ox Bb I-1”。
如果（！（lp=fopen（log，“a”））{
printf（“无法打开日志文件进行写入”）；
}
如果（fprintf（lp，“读取字节PT%d O%d B%d I-1\n”，t\u id，offs，ch）<0）{
printf（“无法写入日志文件”）；
}
printf（“ID%d---offset%d char%c len%d\n”，t_ID，result.offset，result.data，len）；
附加项（&cBuff，&result）；
//写入日志文件“生产PTn Ox Bb Ii”。
如果（fprintf（lp，“生产零件%d O%d B%d I%d\n”，t_id，offs，ch，cBuff.lastInd）<0）{
printf（“无法写入日志文件”）；
}
fclose（lp）；
蓝--；
}
pthread_mutex_unlock（&pt_mutex）；
sem_post（&full）；/*信号已满*/
/***端部临界截面********************************/
t、 tv_sec=0；
t、 tv\u nsec=rand（）%（十毫英寸+1）；
奈米睡眠（&t，空）；
}
inJoin[t_id]=1；//此IN线程已准备好加入。
printf（“退出INthread\n”）；
pthread_退出（0）；
}
void *INthread(void *arg)
{
printf("INSIDE INthread\n");
FILE *srcFile = (FILE*)arg;
FILE *lp; // Log file pointers.
int t_id = INid++; // Thread number.
int curOffset;
BufferItem result;
struct timespec t;
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
fseek(srcFile, 0, SEEK_CUR);
curOffset = ftell(srcFile); // Save the current byte offset.
fseek(srcFile, 0, SEEK_END);
if(len == 0) // If len hasnt been set by the first IN thread yet.
len = ftell(srcFile); // Save the length of the srcFile (number of chars).
fseek(srcFile, curOffset, SEEK_SET); // Revert file pointer to curOffset.
printf("ID %d number of bytes %d\n", t_id, len);
int offs;
int ch;
while(len > 0) // Go through each byte/char in file.
{
/*** CRITICAL SECTION ********************************/
sem_wait(&empty); /* acquire the empty lock */
pthread_mutex_lock( &pt_mutex );
if(len > 0){
fseek(srcFile, 0, SEEK_CUR);
if((offs = ftell(srcFile)) != -1)
result.offset = offs; /* get position of byte in file */
if((ch = fgetc(srcFile)) != EOF)
result.data = ch; /* read byte from file */
// Write to log file "read_byte PTn Ox Bb I-1".
if (!(lp = fopen(log, "a"))) {
printf("could not open log file for writing");
}
if(fprintf(lp, "read_byte PT%d O%d B%d I-1\n", t_id, offs, ch) < 0){
printf("could not write to log file");
}
printf("ID %d --- offset %d char %c len%d\n", t_id, result.offset, result.data, len);
addItem(&cBuff, &result);
// Write to log file "produce PTn Ox Bb Ii ".
if(fprintf(lp, "produce PT%d O%d B%d I%d\n", t_id, offs, ch, cBuff.lastInd) < 0){
printf("could not write to log file");
}
fclose(lp);
len--;
}
pthread_mutex_unlock( &pt_mutex );
sem_post(&full); /* signal full */
/*** END CRITICAL SECTION ********************************/
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
}
inJoin[t_id] = 1; // This IN thread is ready to be joined.
printf("EXIT INthread\n");
pthread_exit(0);
}
void *OUTthread(void *arg)
{
printf("INSIDE OUTthread\n");
struct timespec t;
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
int processing = 1;
FILE *targetFile, *lp;
BufferItem OUTresult;
int t_id = OUTid++;
int offs, ch;
int numBytes = len;
while(processing){
/*** CRITICAL SECTION ********************************/
sem_wait(&full); /* acquire the full lock */
pthread_mutex_lock( &pt_mutex );
cbRead(&cBuff, &OUTresult);
offs = OUTresult.offset;
ch = OUTresult.data;
if (!(lp = fopen(log, "a"))) {
printf("could not open log file for writing");
}
// Write to log file "consume CTn Ox Bb Ii".
if(fprintf(lp, "consume CT%d O%d B%d I%d\n", t_id, offs, ch, cBuff.lastInd) < 0){
printf("could not write to log file");
}
printf("From buffer: offset %d char %c\n", OUTresult.offset, OUTresult.data);
if (!(targetFile = fopen(arg, "r+"))) {
printf("could not open output file for writing");
}
if (fseek(targetFile, OUTresult.offset, SEEK_SET) == -1) {
fprintf(stderr, "error setting output file position to %u\n",
(unsigned int) OUTresult.offset);
exit(-1);
}
if (fputc(OUTresult.data, targetFile) == EOF) {
fprintf(stderr, "error writing byte %d to output file\n", OUTresult.data);
exit(-1);
}
// Write to log file "write_byte CTn Ox Bb I-1".
if(fprintf(lp, "write_byte CT%d O%d B%d I-1\n", t_id, offs, ch) < 0){
printf("could not write to log file");
}
fclose(lp);
fclose(targetFile);
pthread_mutex_unlock( &pt_mutex );
sem_post(&empty); /* signal empty */
/*** END CRITICAL SECTION ********************************/
t.tv_sec = 0;
t.tv_nsec = rand()%(TEN_MILLIS_IN_NANOS+1);
nanosleep(&t, NULL);
}
outJoin[t_id] = 1; // This OUT thread is ready to be joined.
printf("EXIT OUTthread\n");
pthread_exit(0);
}
void*OUTthread（void*arg）
{
printf（“内-外线程\n”）；
结构timespect；
t、 tv_sec=0；
t、 tv\u nsec=rand（）%（十毫英寸+1）；
奈米睡眠（&t，空）；
整数处理=1；
文件*targetFile，*lp；
项目输出结果；
int t_id=OUTid++；
int offs，ch；
int numBytes=len；
while（处理）{
/***临界截面********************************/
sem_wait（&full）；/*获取完整锁*/
pthread_mutex_lock（&pt_mutex）；
cbRead（&cBuff，&OUTresult）；
offs=OUTresult.offset；
ch=OUTresult.data；
如果（！（lp=fopen（log，“a”））{
printf（“无法打开日志文件进行写入”）；
}
//写入日志文件“消费CTn Ox Bb Ii”。
如果（fprintf（lp，“消耗CT%d O%d B%d I%d\n”，t_id，offs，ch，cBuff.lastInd）<0）{
printf（“无法写入日志文件”）；
}
printf（“从缓冲区：偏移量%d字符%c\n”，OUTresult.offset，OUTresult.data）；
如果（！（targetFile=fopen（arg，“r+”））{
printf（“无法打开输出文件进行写入”）；
}
if（fseek（targetFile，OUTresult.offset，SEEK_SET）=-1）{
fprintf（stderr，“将输出文件位置设置为%u时出错\n”，
（无符号整数）OUTresult.offset）；
出口（-1）；
}
if（fputc（OUTresult.data，targetFile）==EOF）{
fprintf（stderr，“将字节%d写入输出文件时出错”，OUTresult.data）；
出口（-1）；
}
//写入日志文件“写入字节CTn Ox Bb I-1”。
if（fprintf（lp，“写入字节CT%d O%d B%d I-1\n”，t\u id，offs，ch）<0）{
printf（“无法写入日志文件”）；
}
fclose（lp）；
fclose（targetFile）；
pthread_mutex_unlock（&pt_mutex）；
sem_post（&empty）；/*信号为空*/
/***端部临界截面********************************/
t、 tv_sec=0；
t、 tv\u nsec=rand（）%（十毫英寸+1）；
奈米睡眠（&t，空）；
}
outJoin[t_id]=1；//此OUT线程已准备好加入。
printf（“退出线程\n”）；
pthread_退出（0）；
}
... processing ...
mutex lock
resource read / write
mutex unlock
... continue processing