C - スレッド - 並列の世界(スレッドセーフ、mutex、排他的処理、pthread_lock関数、pthread_unlock関数)

Head First C
原著

開発環境

• OS: macOS High Sierra - Apple
• Text Editor: Emacs
• コンパイラー: LLVM/Clang, GCC(gcc)
• プログラミング言語: C

Head First C ―頭とからだで覚えるCの基本 (David Griffiths (著)、Dawn Griffiths (著)、中田 秀基 (監修)、木下 哲也 (翻訳)、オライリージャパン)の12章(スレッド - 並列の世界)、長いエクササイズ(p. 516)を取り組んでみる。

長いエクササイズ(p. 516)

#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void error(char *msg) {
  fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(errno));
  exit(1);
}
pthread_mutex_t beers_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int beers = 2000000;
void *drink_lots1(void *a) {
  pthread_mutex_lock(&beers_lock);
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    beers--;
  }
  pthread_mutex_unlock(&beers_lock);
  printf("beers = %i\n", beers);
  return NULL;
}
void *drink_lots2(void *a) {
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    pthread_mutex_lock(&beers_lock);
    beers--;
    pthread_mutex_unlock(&beers_lock);
  }
  printf("beers = %i\n", beers);
  return NULL;
}

int main() {
  pthread_t threads[20];
  puts("バージョンAは上の出力と対応");
  printf("壁にはビールが%i本\n%i本のビール\n", beers, beers);
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    if (pthread_create(&threads[t], NULL, drink_lots1, NULL) == -1) {
      error("スレッドを作成できません");
    }
  }
  void *result;
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    if (pthread_join(threads[t], &result) == -1) {
      error("スレッドをジョインできません");
    }
  }
  printf("現在、壁にはビールが%i本あります。\n", beers);

  puts("バージョンBは下の出力と対応");
  beers = 2000000;
  printf("壁にはビールが%i本\n%i本のビール\n", beers, beers);
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    if (pthread_create(&threads[t], NULL, drink_lots2, NULL) == -1) {
      error("スレッドを作成できません");
    }
  }
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    if (pthread_join(threads[t], &result) == -1) {
      error("スレッドをジョインできません");
    }
  }
  printf("現在、壁にはビールが%i本あります。\n", beers);
}

入出力結果(Terminal)

$ make
cc sample.c -o sample
./sample
バージョンAは上の出力と対応
壁にはビールが2000000本
2000000本のビール
beers = 1900000
beers = 1800000
beers = 1700000
beers = 1600000
beers = 1500000
beers = 1400000
beers = 1300000
beers = 1200000
beers = 1100000
beers = 1000000
beers = 900000
beers = 800000
beers = 700000
beers = 600000
beers = 500000
beers = 400000
beers = 300000
beers = 200000
beers = 100000
beers = 0
現在、壁にはビールが0本あります。
バージョンBは下の出力と対応
壁にはビールが2000000本
2000000本のビール
beers = 9341
beers = 101
beers = 40
beers = 37
beers = 32
beers = 28
beers = 25
beers = 18
beers = 16
beers = 15
beers = 13
beers = 10
beers = 7
beers = 6
beers = 5
beers = 4
beers = 3
beers = 2
beers = 1
beers = 0
現在、壁にはビールが0本あります。
$