C - スレッド - 並列の世界(スレッドセーフ、ミューテックス、ロック、pthread.hヘッダーファイル、PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER、pthread_mutex_lock関数、pthread_mutex_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)

コード

Makefile

CC = cc

all: sample run

sample: sample.c
 $(CC) sample.c -o sample

run: sample
 ./sample

#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);
}

int beers = 2000000;

pthread_mutex_t beers_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
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];

  /* 上 */
  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) {
      char buf[255];
      sprintf(buf, "スレッドthreads[%i]を作成できませんでした", t);
      error(buf);
    }
  }
  void *result;
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    pthread_join(threads[t], &result);
  }
  printf("現在、壁にはビールが%i本あります\n", beers);

  /* 下 */
  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) {
      char buf[255];
      sprintf(buf, "スレッドthreads[%i]を作成できませんでした", t);
      error(buf);
    }
  }
  for (int t = 0; t < 20; t++) {
    pthread_join(threads[t], &result);
  }
  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
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
壁にはビールが2000000本
2000000本のビール
beers = 3425
beers = 44
beers = 42
beers = 40
beers = 32
beers = 28
beers = 23
beers = 20
beers = 15
beers = 13
beers = 12
beers = 10
beers = 9
beers = 8
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
$