Fundamentos de Programação de Threads e PThreads

Sistemas Operacionais Processos Leves dados arquivos regs pilha código dados arquivos regs pilha código regs pilha regs pilha Threads Unidade básica de utilização de CPU Processo multithreads PThreads Desafios na programação Identificar tarefas Balancear a carga Separação dos dados Dependência de dados Testes e depuração Tipos de Paralelismo Paralelismo de Tarefas Paralelismo de Dados Suportes para threads Nível de Kernel Nível de Usuário Modelo ManytoOne Thread de Kernel Threads de Usuário K Modelo OnetoOne Thread de Kernel Threads de Usuário K K K Modelo ManytoMany Threads de Kernel Threads de Usuário K K K Bibliotecas threads Threads Windows Pthreads Java POSIX threads PThreads referese ao padrão POSIX IEEE 10031c que define um padrão para criação e sincronização de threads É uma especificação para comportamento e não uma implementação Biblioteca pthreadh struct pthreadt pthreadattrinit pthreadcreate pthreadjoin pthreadkill pthreadexit POSIX threads void thrfuncvoid param return NULL int mainint argc char argv pthreadt tid pthreadattrt attr pthreadattrinitattr pthreadcreatetidattrthrfuncNULL pthreadjointidNULL return 0 POSIX threads ex01c include pthreadh include stdioh include stdlibh int sum void runnervoid param int mainint argc char argv pthreadt tid pthreadattrt attr if argc 2 fprintfstderrusage aout integer value return 1 if atoiargv1 0 fprintfstderrd must be 0 atoiargv1 return 1 pthreadattrinitattr pthreadcreatetidattrrunnerargv1 pthreadjointidNULL printfsum d sum return 0 void runnervoid param int i upper atoiparam sum 0 for i 1 i upper i sum i return NULL Para compilar gcc o ex01 ex01c lpthread Para executar ex01 Threads Windows Threads Windows As threads no windows são muito semelhantes às pthreads em muitos aspectos Threads Windows HANDLE CreateThread DWORD WaitForSingleObject DWORD WaitForMultipleObjects BOOL CloseHandle DWORD SuspendThread DWORD ResumeThread VOID ExitThread BOOL TerminateThread Threads Windows include windowsh DWORD WINAPI thrfuncLPVOID Param return 0 int mainint argc char argv DWORD ThreadId HANDLE ThreadHandle ThreadHandle CreateThread NULL default security attributes 0 default stack size Thrfunc thread function NULL parameter to thread function 0 default creation flags ThreadId if ThreadHandle NULL WaitForSingleObjectThreadHandleINFINITE CloseHandleThreadHandle printfsum d Sum Threads Windows include windowsh include stdioh DWORD Sum data is shared by the threads DWORD WINAPI SummationLPVOID Param DWORD Upper DWORDParam for DWORD i 0 i Upper i Sum i return 0 int mainint argc char argv DWORD ThreadId HANDLE ThreadHandle int Param if argc 2 fprintfstderrAn integer is required return 1 Param atoiargv1 if Param 0 fprintfstderrAn integer 0 is required return 1 ThreadHandle CreateThread NULL default security attributes 0 default stack size Summation thread function Param parameter to thread function 0 default creation flags ThreadId if ThreadHandle NULL WaitForSingleObjectThreadHandleINFINITE CloseHandleThreadHandle printfsum d Sum Threads no Java Há duas maneiras de criar threads no Java 1 Classe herdada de Thread 2 Interface Runnable Threads no Java Interface Runnable public interface Runnable public abstract void run Threads Windows public class HelloPrinter implements Runnable String nome public HelloPrinterString nome thisnome nome Override public void run for int i 0 i 10 i Systemoutprintlnnome diz olá public class Principal public static void mainString args Thread v new Thread10 for int i 0 i 10 i HelloPrinter h new HelloPrinterThread i vi new Threadh for int i 0 i 10 i vistart SystemoutprintlnTerminou a main OpenMP OpenMP OpenMP é uma interface de programação API Application Programming Interface que fornecem suporte de programação paralela em ambientes de memória compartilhada Modelo de Execução Modelo ForkJoin Master Thread Threads Threads Worker Região Paralela Região Paralela Sincronização Região Paralela Uma região paralela é um bloco de código que será executado por múltiplas threads código sequencial pragma omp parallel fim da região paralela código sequencial OpenMP ex02c include omph include stdioh int mainint argc char argv pragma omp parallel printfI am a parallel region return 0 Para compilar gcc fopenmp ex02c o ex02 Para executar ex02 For paralelo include omph include stdioh int mainint argc char argv int i id pragma omp parallel for for i 0 i 8 i id ompgetthreadnum printfd d id i return 0 gcc ex03c o ex03 fopenmp ex03 0 0 0 1 3 6 3 7 2 4 2 5 1 2 1 3