c언어 과제 스레드 풀

Question

안녕하십니까 선생님들 과제를 하면서 막힌 부분이 있어 질문 드립니다. 스레드 풀을 이용해서 행렬의 곱을 구해 저장하는 프로그램인데 막상 행렬곱을 실행시키니깐 정상적으로 실행이 안되고 무한루프에 걸린거 같더라고요 혹시 어디 이상한 부분이 있나요? #include #include #include #include "wrapper.h"#include "timeft.h"#include #include #include #define BUFFER_SIZE 10typedef struct { double* data1; // 행렬 A double* data2; // 행렬 B double* data3; // 행렬 C int N; // 행렬 크기 int start; // 스레드가 처리할 시작 행 인덱스 int end; // 스레드가 처리할 끝 행 인덱스 pthread_barrier_t* barrier; // 동기화를 위한 barrier} ThreadArgs;typedef struct { int index; int row;} Request;pthread_mutex_t bufferMutex; // bounded buffer 접근을 위한 mutexpthread_cond_t bufferNotFull; // bounded buffer가 가득 차지 않았을 때의 조건 변수pthread_cond_t bufferNotEmpty; // bounded buffer가 비어있지 않았을 때의 조건 변수Request boundedBuffer[BUFFER_SIZE]; // bounded bufferint bufferCount = 0; // bounded buffer에 저장된 요청의 개수double data1, data2, * data3;pthread_barrier_t barrier;int num_thread;void multiply(void arg) { // 행렬 곱셈 ThreadArgs args = (ThreadArgs)arg; double* data1 = args->data1; double* data2 = args->data2; double* data3 = args->data3; int N = args->N; int start = args->start; int end = args->end; pthread_barrier_t* barrier = args->barrier; for (int i = start; i < end; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { data3[i * N + j] = 0; for (int k = 0; k < N; k++) { data3[i N + j] += data1[i N + k] data2[k N + j]; } } } // 모든 스레드가 계산을 완료할 때까지 대기 pthread_barrier_wait(barrier); pthread_exit(NULL);}void workerThread(void arg) { while (1) { pthread_mutex_lock(&bufferMutex); // bounded buffer가 비어있는 경우 대기 while (bufferCount == 0) { // 체크포인트 1: bounded buffer가 비어있는 경우와 종료 요청을 함께 체크 pthread_cond_wait(&bufferNotEmpty, &bufferMutex); } // bounded buffer에서 요청을 가져옴 Request request = boundedBuffer[bufferCount - 1]; bufferCount--; // 체크포인트 2: bounded buffer가 가득 차지 않았음을 알림 pthread_cond_signal(&bufferNotFull); pthread_mutex_unlock(&bufferMutex); // 종료 요청인 경우 스레드 종료 if (request.index == -1) { break; } // 행렬 곱셈 수행 int N = request.row; ThreadArgs args; args.data1 = data1; args.data2 = data2; args.data3 = data3; args.N = N; args.start = request.index; args.end = request.index + 1; args.barrier = &barrier; multiply(&args); } // 체크포인트 3: 종료된 스레드가 대기하지 않도록 함 pthread_cond_broadcast(&bufferNotFull); pthread_exit(NULL);}int main(int argc, char* argv[]) { int ifd1, ifd2, ofd; if (argc != 5) { fprintf(stderr, "Usage: ./hw4 infile1 infile2 outfile "); exit(1); } num_thread = atoi(argv[4]); if (num_thread <= 0) { fprintf(stderr, "Error: The 4th parameter should be an integer greater than zero "); exit(1); } int N; struct stat st1; Stat(argv[1], &st1); ifd1 = Open(argv[1], O_RDONLY); N = sqrt(st1.st_size / sizeof(double)); if (N N sizeof(double) != st1.st_size || N < 1) { fprintf(stderr, "Error: The 1st input file size is not n*n"); return 1; } data1 = (double)malloc(N N * sizeof(double)); read(ifd1, data1, N N sizeof(double)); close(ifd1); struct stat st2; Stat(argv[2], &st2); if (st1.st_size != st2.st_size) { fprintf(stderr, "Error: The 2nd input file size is not the same as the 1st one"); return 1; } data2 = (double)malloc(N N * sizeof(double)); ifd2 = Open(argv[2], O_RDONLY); read(ifd2, data2, N N sizeof(double)); // 행렬 곱셈 결과 저장을 위한 메모리 할당 data3 = (double)malloc(N N * sizeof(double)); // bounded buffer 관련 초기화 pthread_mutex_init(&bufferMutex, NULL); pthread_cond_init(&bufferNotFull, NULL); pthread_cond_init(&bufferNotEmpty, NULL); // 스레드 풀 생성 pthread_t threadPool = (pthread_t)malloc(num_thread * sizeof(pthread_t)); for (int i = 0; i < num_thread; i++) { pthread_create(&threadPool[i], NULL, workerThread, NULL); } // 동기화를 위한 barrier 생성 pthread_barrier_init(&barrier, NULL, num_thread); // 행렬 곱셈 작업을 bounded buffer에 추가 pthread_mutex_lock(&bufferMutex); for (int i = 0; i < N; i++) { Request request; request.index = i; request.row = N; boundedBuffer[bufferCount] = request; bufferCount++; // bounded buffer가 가득 찼을 경우 대기 while (bufferCount == BUFFER_SIZE) { pthread_cond_wait(&bufferNotFull, &bufferMutex); } // bounded buffer가 비어있지 않음을 알림 pthread_cond_signal(&bufferNotEmpty); } pthread_mutex_unlock(&bufferMutex); // 모든 작업이 완료될 때까지 대기 for (int i = 0; i < num_thread; i++) { pthread_join(threadPool[i], NULL); } // bounded buffer에 종료 요청 추가 pthread_mutex_lock(&bufferMutex); for (int i = 0; i < num_thread; i++) { Request request; request.index = -1; boundedBuffer[bufferCount] = request; bufferCount++; // bounded buffer가 가득 찼을 경우 대기 while (bufferCount == BUFFER_SIZE) { pthread_cond_wait(&bufferNotFull, &bufferMutex); } // bounded buffer가 비어있지 않음을 알림 pthread_cond_signal(&bufferNotEmpty); } pthread_mutex_unlock(&bufferMutex); // 모든 작업이 완료될 때까지 대기 for (int i = 0; i < num_thread; i++) { pthread_join(threadPool[i], NULL); } // 결과 출력 ofd = creat(argv[3], 0666); write(ofd, data3, N N sizeof(double)); close(ofd); // 자원 정리 free(data1); free(data2); free(data3); free(threadPool); pthread_barrier_destroy(&barrier); pthread_mutex_destroy(&bufferMutex); pthread_cond_destroy(&bufferNotFull); pthread_cond_destroy(&bufferNotEmpty); return 0;}

캐티 · Answer

소스의 핵심적인 부분을 나누어 유닛 테스트를 하는 것이 일반적으로 좋습니다. 원하는 행렬 곱 계산은 스레드 풀 구현이 먼저 이상 없이 되었는지 확인 한 다음에 이루어져야 합니다. 그다음에 하나의 행렬 곱의 결과가 일치하는지 확인하고 멀티스레드에 구동하여 확인해야 합니다. 일련의 동작이지만 구분하여 프로그래밍하는 것이 좋습니다.주어진 코드에는 몇 가지 문제가 있습니다. ;p1. 라이브러리 헤더 파일 누락: timeft.h, wrapper.h 헤더 파일이 존재하지 않아 컴파일 오류가 발생할 수 있습니다. 필요한 헤더 파일을 포함해야 합니다.2. 함수 오타: Stat 함수가 아닌 stat 함수를 사용해야 합니다. Stat(argv[1], &st1);과 Stat(argv[2], &st2);를 stat(argv[1], &st1);과 stat(argv[2], &st2);로 수정해야 합니다.3. 변수 선언 오류: `double data1, data2, data3;의 형식은 double 변수 data1과 data2를 선언하고, data3는 double 포인터로 선언하는 것을 의미합니다. 그러나 이 코드에서는 data1과 data2가 double 포인터로 사용되고 있습니다. double data1, data2, data3;`로 수정해야 합니다.4. 함수 인자 전달 오류: multiply(void arg) 함수의 인자는 `void arg로 전달되어야 합니다. multiply(void arg)를 multiply(void arg)`로 수정해야 합니다.5. 구문 오류: data3[i N + j]와 같은 구문은 올바른 구문이 아닙니다. 아마도 data3[i * N + j]로 수정하려는 것으로 보입니다.6. pthread_join 사용 오류: pthread_join 함수를 사용하여 스레드를 대기시키고 종료시키려는 목적으로 두 번 호출하고 있습니다. 한 번만 호출하면 됩니다.7. 메모리 누수: main 함수에서 동적으로 할당된 메모리(data1, data2, data3, threadPool)를 해제하지 않고 종료하고 있습니다. free 함수를 사용하여 할당된 메모리를 해제해야 합니다.이러한 문제를 수정한 후 코드를 다시 실행해보세요.

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