Question

我正在编写一个程序，用于使用pthreads执行矩阵乘法。它通过指定矩阵大小 n （假定矩阵为正方形）和线程数 p （假定将 n < / i>均匀。对于 A x B ， A 被水平划分为 p 个段，每个线程将单个段作为输入接收，并且整个矩阵 B ，并返回结果矩阵 C 的一部分。

我遇到的问题实际上与分配本身无关，而是与我无法找到答案的pthread性质有关的一个更普遍的问题。我会尽量将其剥离。我的矩阵以一维数组的形式存储在结构中。

typedef struct matrix { int *matrix; int size; } matrix_t

像这样分配它们

matrix_t mtx = { malloc(input_size * input_size * sizeof(int)), input_size };

并由函数随机填充。分区存储在2D数组中，其地址从函数返回，但按常规方式分配：

int **partitions = partitionmtx(mtx, num_threads); int **partitionmtx(matrix_t mtx, int threads) { int partlen = mtx.size * (mtx.size / threads); int **parts = malloc(threads * sizeof(int)); for(int i = 0; i < threads; ++i) { parts[i] = malloc(partlen * sizeof(int)); // partitions populated... } return parts; }

这很好。当我将每个分区发送给一个线程时，就会出现问题。为了使线程的参数简单，我将它们像这样捆绑在一起：

typedef struct operand { matrix_t matrix; int *partition; int partition_length; } operand_t;

我正在像这样创建pthread：

pthread_t threads[num_threads]; pthread_mutex_init(&mymutex, NULL); int rc; for(int i = 0; i < num_threads; ++i) { operand_t op = {matrix, partitions[i], partition_length}; rc = pthread_create(&threads[i], NULL, partition_product, (void *)&op); assert(rc == 0); } for(int i = 0; i < num_threads; ++i) { rc = pthread_join(threads[i], NULL); assert(rc == 0); }

移至我的函数partition_product。显然，我的首要任务是确保每个线程都获取正确的数据，因此我打印了每个线程的状态：

void* partition_product(void *args) { operand_t *op = (operand_t *)args; pthread_mutex_lock(&mymutex); printf("Matrix:\n); printmtx(op->matrix); // This is a function I defined but its details aren't relevant here printf("\nPartition:" ); for(int i = 0; i < op->partition_length; ++i) printf("%4d", op->partition[i]); pthread_mutex_unlock(&mymutex); }

这是我的问题所在。矩阵从线程中毫无问题地打印出来。问题是，一旦我指定了多个线程，例如
，所有线程
./threadmatrix -n 4 -p 4

全部打印相同的分区。我认为这可能是从线程打印的副作用，因此互斥锁在打印件上。我想然后在原始线程和创建的线程中打印每个分区的地址[i]，以查看正在发生的情况，而且似乎每个线程从创建时开始都接收相同的地址。我正在将数据输入线程，并且似乎能够毫无问题地对其进行操作，但是它们都是相同的数据。具体来说，它们总是获取最后一个分区的地址。我已经尝试了所有我知道的良好指针实践，但是如果partitions [i]的地址为0x00007ffffde234，那么上述调用中的所有4个线程都会打印地址0x00007ffffde234。我在上下搜索了一些解释，却一无所获。我在做什么错了？

Answer 1

您的问题在这里：

operand_t op = {matrix, partitions[i], partition_length};
rc = pthread_create(&threads[i], NULL, partition_product, (void *)&op);

请注意，您在最后一个参数中传递的指针是指向op的指针，该指针位于堆栈上。这样做的问题是，一旦主线程完成了其for循环的迭代，op将被销毁，然后为循环的下一个迭代重新创建。这意味着以后，当子线程开始运行并尝试使用该指针参数时，指针指向的operand_t将不再有效。（在您的情况下，所有创建的所有子线程都将重复使用相同的堆栈内存位置，这部分解释了您所看到的行为）

为避免该问题，您需要确保传递指针的对象的生存期足够长，以使得当子线程取消引用指针以读取对象的字段时，该对象仍然有效。最简单的方法是在堆上分配对象，

operand_t * op = (operand_t *) malloc(sizeof(operand_t));
op->matrix = matrix;
op->partition = partitions[i];
op->partition_length = partition_length;
rc = pthread_create(&threads[i], NULL, partition_product, (void *)op);

唯一的（小）问题是，使用该对象完成操作后，您的子线程现在将负责在收到的free上调用operand_t *；否则内存将被泄漏。

将动态分配的指针传递给pthread的正确方法是什么

1 个答案: