Question

我希望使用线程进行矩阵乘法，其中每个线程执行单个乘法，然后主线程将所有结果相加并将它们放在最终矩阵中的适当位置（在其他线程之后）退出）。

我尝试这样做的方法是创建一个包含每个线程结果的单行数组。然后我将遍历数组并添加+将结果放在最终矩阵中。

例如：如果你有矩阵：

A = [{1,4}，{2,5}，{3,6}] B = [{8,7,6}，{5,4,3}]

然后我想要一个持有[8,20,7,16,6,12,16等]的数组然后我会循环遍历数组，每2个数字加起来并将它们放在我的最终数组中。

这是一个硬件分配，所以我不是在寻找确切的代码，而是关于如何正确地将结果存储在数组中的一些逻辑。我正在努力跟踪如何跟踪每个矩阵中的位置，这样我就不会错过任何数字。

感谢。

EDIT2：忘记提到每个乘法都必须有一个线程。上面例子的含义是，每个都有18个线程进行自己的计算。

编辑：我目前正在使用此代码作为基础来解决问题。

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

#define M 3
#define K 2
#define N 3
#define NUM_THREADS 10

int A [M][K] = { {1,4}, {2,5}, {3,6} };
int B [K][N] = { {8,7,6}, {5,4,3} };
int C [M][N];

struct v {
   int i; /* row */
   int j; /* column */
};

void *runner(void *param); /* the thread */

int main(int argc, char *argv[]) {

   int i,j, count = 0;
   for(i = 0; i < M; i++) {
      for(j = 0; j < N; j++) {
         //Assign a row and column for each thread
         struct v *data = (struct v *) malloc(sizeof(struct v));
         data->i = i;
         data->j = j;
         /* Now create the thread passing it data as a parameter */
         pthread_t tid;       //Thread ID
         pthread_attr_t attr; //Set of thread attributes
         //Get the default attributes
         pthread_attr_init(&attr);
         //Create the thread
         pthread_create(&tid,&attr,runner,data);
         //Make sure the parent waits for all thread to complete
         pthread_join(tid, NULL);
         count++;
      }
   }

   //Print out the resulting matrix
   for(i = 0; i < M; i++) {
      for(j = 0; j < N; j++) {
         printf("%d ", C[i][j]);
      }
      printf("\n");
   }
}

//The thread will begin control in this function
void *runner(void *param) {
   struct v *data = param; // the structure that holds our data
   int n, sum = 0; //the counter and sum

   //Row multiplied by column
   for(n = 0; n< K; n++){
      sum += A[data->i][n] * B[n][data->j];
   }
   //assign the sum to its coordinate
   C[data->i][data->j] = sum;

   //Exit the thread
   pthread_exit(0);
}

来源：http://macboypro.wordpress.com/2009/05/20/matrix-multiplication-in-c-using-pthreads-on-linux/

Answer 1

不确定你需要派遣多少线程，我也不确定你以后是否会使用加入来接收它们。我猜你在这里是C，所以我会使用线程id作为跟踪要处理哪一行的方法..如：

#define NUM_THREADS 64
/*
 * struct to pass parameters to a dispatched thread 
 */
typedef struct {
  int   value;     /* thread number */
  char  somechar[128];   /* char data passed to thread */
  unsigned long ret;
  struct foo *row;
} thread_parm_t;

我猜测每个线程将在指针*行中获取其行数据，该行具有一些定义的类型foo。一堆整数或浮点数甚至复杂类型。无论你需要传递给线程。

/*
 * the thread to actually crunch the row data
 */
void *thr_rowcrunch( void *parm );

pthread_t tid[NUM_THREADS]; /* POSIX array of thread IDs */

然后在您的主代码段中，例如：

thread_parm_t *parm=NULL;

然后用以下内容调度线程：

for ( i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
    parm = malloc(sizeof(thread_parm_t));
    parm->value = i;
    strcpy(parm->somechar, char_data_to-pass );
    fill_in_row ( parm->row, my_row_data );
    pthread_create(&tid[i], NULL, thr_insert, (void *)parm);
}

然后是：

for ( i = 0; i < NUM_THREADS; i++)
    pthread_join(tid[i], NULL);

然而，真正的工作需要在thr_rowcrunch（void * parm）中完成，它接收行数据，然后每个线程只是知道它自己的线程号。你在那个调度线程中所做的事情的胆量，但我只能猜测。

只是想在这里提供帮助，不确定这是否清楚。

Answer 2

您需要存储M * K * N个元素产品。这个想法大概是所有线程都将并行运行，或者至少能够运行，因此每个线程都需要自己的适当类型的不同存储位置。一种简单的方法是创建一个包含这么多元素的数组，但是元素类型是什么？

每个线程不仅需要知道将结果存储在哪里，还需要知道执行哪个乘法。所有这些信息都需要通过类型为void *的单个参数来传达。然后，通常将创建一个适合于保存一个线程所需的所有数据的结构类型，为每个线程创建该结构类型的实例，然后将指针传递给那些结构。听起来好像您想要一个结构数组。

可以采用多种方法来处理细节，但对我来说，最自然的方法是为两个因素指定结构成员，并为产品存储一个成员。然后，我将让主线程声明此类结构的3D数组（如果所需的总数很小），否则将动态分配一个。例如，

struct multiplication {
    // written by the main thread; read by the compute thread:
    int factor1;
    int factor2;

    // written by the compute thread; read by the main thread:
    int product;
} partial_result[M][K][N];

如何围绕该代码编写代码，这是预期的练习。

矩阵乘以线程（每个线程单个乘法）

2 个答案: