Параллельное программирование: WinAPI и OpenMP

потоками:
Создания потоков
Уничтожения потоков

Синхронизации доступа к разделяемым переменным

Простые модели для программирования

Windows
К каждому объекту в Windows можно обратиться с помощью переменной

которая создает Win32 поток


Этот поток начинает выполнение функции, описываемой третьим

атрибуты безопасности

Первый параметр в CreateThread() позволяет программисту определить атрибуты безопасности

пользователю определить размер стека потока

Значение ‘0’ позволяет установить объем

начнет работу - StartAddress

Третий параметр, StartAddress – это имя функции

В

типа LPVOID («указатель на VOID»). Значение этого параметра для потока

«режим старта» потока, который создан, но выполнение которого «приостановлено».

«По умолчанию»

обеспечивает то, что каждое потоковое задание выполняется своим потоком

может использоваться

потока, будет возвращено «FALSE»

Причина «неудачи» может быть установлена с помощью

помощью C runtime library.

Это функции “_beginthread” и “_beginthreadex”.

“_beginthread”

указателя на глобальную функцию
Тип возвращаемого этой функцией значения DWORD
Вызывает стандартные

выполнять параллельно
Инкапсулировать выделенный код в потоковую функцию

Если код, предназначенный для

память

Если потоки закончили работу, необходимо освободить ресурсы до того, как

printf(“Hello Thread\n”);
return 0;
}

main() {
HANDLE hThread =
CreateThread(NULL,

экране
На экране не появится ничего. Это гораздо вероятнее, чем первая

только
«плодят потоки»,
а эти потоки уничтожаются до того, как они

#include
BOOL threadDone = FALSE ;

DWORD WINAPI helloFunc(LPVOID arg )

Это не лучший выход!

поток не будет уничтожен до того, как выполнит всю свою

);
Осуществляет «ожидание потока» (блокирование) до тех пор, пока

Закончится временной

ждет завершения работы другого потока
Любой «HANDLE» может быть в одном

потоков, пока данный поток не закончит свою работу (handle is

64

DWORD WaitForMultipleObjects(
DWORD nCount,
CONST HANDLE *lpHandles, // array
BOOL fWaitAll,

массива HANDLEs. Должно быть nCount

рассмотрены различные типы объектов
Эти объекты могут быть в двух состояниях
«Сигнализирует»

[2]
поток ядра
мьютекс ядра
мутант ядра
событие ядра
пара событий ядра
семафор ядра

“Hello Thread” – от каждого потока
Каждому потоку – сообщить свой

(int*)pArg;
int myNum = *p;
printf( “Thread number %d\n”, myNum);
}
.

Ошибка: значение i будет различным для различных потоков
К тому моменту, когда потоки начнут выполнять задание, i будет другим, чем когда выполнялся вызов CallThread

оба потока напечатают номер 2. Но, может быть, первый поток

для всех потоков
Конфликты чтение-запись (Read/Write conflict)
Конфликты запись-запись (Write/Write conflict)

Наиболее частая

переменные в пределах потоковой функции
Память – резервировать в стеке потока(Allocate

myNum = *((int*)pArg);
printf( “Thread number %d\n”, myNum);
}
. . .

//

Каждый поток запоминает то значение i, которое было в момент его создания - tNum[i]

для обеспечения целостности общего ресурса (как правило, данных) путем взаимоисключающего

«закрытия на замок» или «блокирования» мьютекса

Если мьютекс не заблокирован, “HANDLE”

но только внутри одного процесса

Очень популярная и часто применяемая конструкция
Новый

работу других потоков, если уже есть поток в критической секции
Разрешает

i = 0; i < numThreads; i++)
{
tNum[i] =

int i = start_local; i

и менять только при помощи специальных операций P и V

доступных ресурсов
Ввел и сформулировал Edsger Dijkstra (1968)

Две операции для семафора

Ждать

lSemInitial, //Начальное значение счетчика
LONG lSemMax, //Максимальное

на семафоре
Пока не будет == 0, поток ждет
Уменьшает счетчик на

применяется для нумерации доступных элементов
Управлять доступом к конечному числу ресурсов
File

другой начнет его «ждать»
Хорошая практика – избегать семафоров
No concept of

занято
Начало работы, никого нет, кабинет свободен,
горит зеленая лампочка
Бинарный

Сценарий:
Врач может принять только одного больного (один поток может выполнять защищенный код). Очередь больных ждет за дверью.

занято
Прием больного завершен (поток выполнил защищенный код, установил “1”), он

«Продолжение приема у врача» - «семафор» регулирует прием у врача (выполнение потоками защищенного кода)

доступа к записи простых чисел в общую переменную – вместо

Binary semaphore
for (int i = 0; i < numThreads;

HANDLE hSem1;

сравнения с OPenMP – (распределение работы между потоками то же,

for( int i = start_local; i <= finish_local; i+=2 )
{
if( TestForPrime(i) )
{
EnterCriticalSection(&g_cs);
globalPrimes[gPrimesFound++] = i; LeaveCriticalSection(&g_cs);
}
}

(WINAPI)
start_number = 3;
int kvant = 8;
finish_number =

(WINAPI, продолжение)
for(int j=1; j