マルチスレッドアプリケーションのコンパイル

ヘッダファイル、定義フラグ、リンクなどについては、オプションが多数あります。

コンパイルの準備

マルチスレッドプログラムのコンパイルとリンクには、次のものが必要です。C コンパイラ以外は、Solaris オペレーティング環境に付属しています。

• 標準 C コンパイラ

• インクルードファイル

  • <thread.h> と <pthread.h>

  • <errno.h>、<limits.h>、<signal.h>、および <unistd.h>

• 標準 Solaris リンカ ln(1)

• Solaris スレッドライブラリ (libthread) と POSIX スレッドライブラリ (libpthread)。セマフォ用の POSIX リアルタイムライブラリ (librt) も必要な場合があります。

• 「MT-安全」ライブラリ (libc、libm、libw、libintl、libnsl、libsocket、libmalloc、libmapmalloc など)

セマンティクスの選択 − Solaris または POSIX

一部の関数 (表 7-1 に示した関数など) は、POSIX 1003.1c 規格でのセマンティクスが Solaris オペレーティング環境 2.4 リリースでのセマンティクスと異なっています (後者は、より前の POSIX 草稿に基づいています)。関数の定義はコンパイル時に選択します。パラメタと戻り値の相違点については、『man pages section 3』を参照してください。

Solaris の fork(2) 関数はすべてのスレッドを複製しますが (汎用 fork 動作)、POSIX の fork(2) 関数は Solaris の fork1() 関数と同様、呼び出しスレッドのみを複製します (fork1 動作)。

alarm(2) の処理も異なります。Solaris のアラームはそのスレッドの LWP に向けられますが、POSIX のアラームはプロセス全体に向けられます (詳細は、「スレッドごとのアラーム」を参照してください)。

<thread.h> または <pthread.h> の組み込み

インクルードファイル <thread.h> は、旧リリースの Solaris オペレーティング環境と上方互換性のあるコードをコンパイルするときに使用します (-lthread ライブラリとともに使用します)。このライブラリには両方のインタフェース、すなわち Solaris セマンティクスをもつインタフェースと POSIX セマンティクスをもつインタフェースが含まれています。POSIX スレッドで thr_setconcurrency(3T) を呼び出すためには、<thread.h> を組み込む必要があります。

インクルードファイル <pthread.h> は、POSIX 1003.1c 規格で定義されているマルチスレッドインタフェースに適合するコードをコンパイルするときに使用します (-lpthread ライブラリとともに使用します)。POSIX 完全準拠を実現するには、定義フラグ _POSIX_C_SOURCE を下記のように 199506 以上の値 (long) に設定する必要があります。

cc [flags] file... -D_POSIX_C_SOURCE=N (N は 199506L)

Solaris スレッドと POSIX スレッドを同じアプリケーションの中で混用できます。それには、<thread.h> と <pthread.h> の両方を組み込み、-lthread と -lpthread のどちらかのライブラリとリンクします。

両者を混用した場合、コンパイルで -D_REENTRANT を指定し、リンクで -lthread を指定すると、Solaris セマンティクスが支配します。逆にコンパイルで -D_POSIX_C_SOURCE を指定し、リンクで -lpthread を指定すると、POSIX セマンティクスが支配します。

_REENTRANT または _POSIX_C_SOURCE の指定

POSIX 動作を望む場合は、-D_POSIX_C_SOURCE フラグで 199506L 以上の値を指定してアプリケーションをコンパイルしてください。Solaris 動作を望む場合は、-D_REENTRANT フラグを指定してマルチスレッドプログラムをコンパイルしてください。これは、アプリケーションのすべてのモジュールに当てはまります。

混用アプリケーションの場合 (たとえば、Solaris スレッドを POSIX セマンティクスで使用する場合)、コンパイルで -D_REENTRANT フラグと -D_POSIX_PTHREAD_SEMANTICS フラグを指定します。

単一のスレッドのアプリケーションをコンパイルするときは、-D_REENTRANT も -D_POSIX_C_SOURCE フラグも指定しないでください。これらのフラグを指定しなければ、errno、stdio などの以前の定義がすべてそのまま効力を持ちます。

スレッドライブラリ (libthread.so.1 または libpthread.so.1) にリンクされておらず、-D_REENTRANT フラグが指定されていない、シングルスレッドのアプリケーションをコンパイルしてください。これによって、putc(3s) などのマクロが再入可能な関数呼び出しに変換されるときに生じる性能の低下が少なくなります。

要約すると、-D_POSIX_C_SOURCE が指定された POSIX アプリケーションは、表 7-1 に記載されているルーチンに関して、POSIX 1003.1c セマンティクスを持ちます。-D_REENTRANT のみが指定されたアプリケーションは、これらのルーチンに関して Solaris セマンティクスを持ちます。また、-D_POSIX_PTHREAD_SEMANTICS が指定された Solaris アプリケーションは、これらのルーチンに関して POSIX セマンティクスを持ちますが、Solaris スレッドインタフェースを使用することもできます。

-D_POSIX_C_SOURCE と -D_REENTRANT の両方が指定されたアプリケーションは、POSIX セマンティクスを持ちます。

libthread または libpthread とのリンク

POSIX スレッドの動作を望む場合は、-lpthread ライブラリをロードしてください。Solaris スレッドの動作を望む場合は、-lthread ライブラリをロードします。POSIX のプログラマでも、-lthread を指定してリンクすることにより、Solaris での fork() と fork1() の区別を維持したい場合があるでしょう。-lpthread を実行すると、fork() の動作を Solaris の fork1() 呼び出しと同じものにし、alarm(2) の動作を変更します。

libthread を使用するには -lthread を ld コマンドでは -lc の前、cc コマンドでは最後にそれぞれ指定してください。

libpthread を使用するには -lpthread を ld コマンドでは -lc の前、cc コマンドでは最後にそれぞれ指定してください。

スレッドを用いないプログラムをリンクするときは、-lthread と -lpthread は指定しないでください。指定すると、リンク時にマルチスレッド機構が設定され、実行時に動作してしまいます。これは、シングルスレッドアプリケーションの実行速度を低下させ、リソースを浪費し、デバッグの際に誤った結果をもたらします。

図 7-1 は、コンパイルオプションを図解したものです。

図 7-1 コンパイルフローチャート

混用の場合は、thread.h と pthread.h の両方を組み込む必要があります。

リンクで -lthread も -lpthread も指定しないと、libthread と libpthread に対するすべての呼び出しが動作しなくなります。実行時ライブラリ libc には、libthread と libpthread 内の関数の仮エントリが NULL 手続きとして数多く定義されています。正しい手続きは、libc とスレッドライブラリ (libthread または libpthread) の両方がリンクされたときに、そのスレッドライブラリによって挿入されます。

次のように正しくないフラグを指定して ld コマンドでプログラムをリンクすると、C ライブラリの動きが保証できなくなります。

.o's ... -lc -lthread ... (正しくない)

または

.o's ... -lc -lpthread ... (正しくない)

スレッドを使用する C++ プログラムでは、アプリケーションをコンパイルしてリンクするには、-lthread ではなく -mt オプションを使用します。-mt オプションは libthread とリンクし、ライブラリを適切な順序でリンクします。-lthread オプションを使用すると、プログラムがコアダンプすることがあります。

リンク時の POSIX セマフォ用 -lposix4 の指定

Solaris セマフォルーチン sema_*(3T) は、libthread ライブラリに入っています。それに対し、POSIX 1003.1c セマフォルーチン sem_*(3R) を必要とする場合は、-lposix4 ライブラリをリンクします (セマフォルーチンについては、「セマフォ」を参照してください)。

新旧のモジュールのリンク

表 7-2 に、マルチスレッド化されたオブジェクトモジュールと、以前のオブジェクトモジュールをリンクする場合の注意事項を示します。