2.4.3.2 prime_pthr.c でのバグの修正

ここでは、prime_pthr.c でのバグを修正する方法について説明します。完全なファイルのリストについては、「2.1.3 prime_pthr.c のソースコード」を参照してください。

単一の相互排他ロックを使用して、行 44 での prime[ ] のデータの競合と、行 45 での total のデータの競合を取り除きます。

行 60 での i への書き込みと、行 40 での (*arg という) 同じメモリー位置からの読み取りとのデータの競合と、行 27 での pflag[ ] のデータの競合は、別々のスレッドによる変数 i への共有アクセスに問題があることを明らかにします。prime_pthr.c の初期スレッドは、行 60 ～ 62 でループの子スレッドを作成し、関数 work() で動作するようにこれらをディスパッチします。ループ インデックス i は、アドレスで work() に渡されます。すべてのスレッドは i に対して同じメモリー位置にアクセスするので、各スレッドの i の値は一意のままではありませんが、初期スレッドがループ インデックスを増やすたびに変化します。別々のスレッドが同じ i の値を使用するので、データの競合が起こります。問題を修正する 1 つの方法は、i をアドレスではなく値で work() に渡すことです。

次に、修正されたバージョンの prime_pthr.c を示します。

  1  /*
  2   * Copyright (c) 2006, 2010, Oracle and/or its affiliates. All Rights Reserved.
  3   * @(#)prime_pthr_fixed.c 1.3 (Oracle) 10/03/26
  4   */
  5
  6  #include <stdio.h>
  7  #include <math.h>
  8  #include <pthread.h>
  9
 10  #define THREADS 4
 11  #define N 10000
 12
 13  int primes[N];
 14  int pflag[N];
 15  int total = 0;
 16  pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 17
 18  int is_prime(int v)
 19  {
 20      int i;
 21      int bound = floor(sqrt(v)) + 1;
 22
 23      for (i = 2; i < bound; i++) {
 24          /* no need to check against known composites */
 25          if (!pflag[i])
 26              continue;
 27          if (v % i == 0) {
 28              pflag[v] = 0;
 29              return 0;
 30          }
 31      }
 32      return (v > 1);
 33  }
 34
 35  void *work(void *arg)
 36  {
 37      int start;
 38      int end;
 39      int i;
 40
 41      start = (N/THREADS) * ((int)arg) ;
 42      end = start + N/THREADS;
 43      for (i = start; i < end; i++) {
 44          if ( is_prime(i) ) {
 45              pthread_mutex_lock(&mutex);
 46              primes[total] = i;
 47              total++;
 48              pthread_mutex_unlock(&mutex);
 49          }
 50      }
 51      return NULL;
 52  }
 53
 54  int main(int argn, char **argv)
 55  {
 56      int i;
 57      pthread_t tids[THREADS-1];
 58
 59      for (i = 0; i < N; i++) {
 60          pflag[i] = 1;
 61      }
 62
 63      for (i = 0; i < THREADS-1; i++) {
 64          pthread_create(&tids[i], NULL, work, (void *)i);
 65      }
 66
 67      i = THREADS-1;
 68      work((void *)i);
 69
 70      for (i = 0; i < THREADS-1; i++) {
 71          pthread_join(tids[i], NULL);
 72      }
 73
 74      printf("Number of prime numbers between 2 and %d: %d\n",
 75             N, total);
 76
 77      return 0;
 78  }