[42 Seoul] philosophers

gettimeofday

#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>



struct timeval mytime;	//	timeval 인스턴스를 생성하고 사용한다.

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
int settimeofday(const struct timeval *tv ,  const  struct
             timezone *tz);

struct timeval
{
    long tv_sec;       // sec
    long tv_usec;      // micro sec
}

struct timezone
{
    int tz_minuteswest:  // 그리니치 서측분차  
    int tz_dsttime       // DST 보정타입(일광 절약시간)
}

Thread

#include <pthread.h>
int	pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);
int	pthread_detach(pthread_t thread);
int	pthread_join(pthread_t thread, void **value ptr);
int	pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread mutexattr_t *attr);
int	pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
int	pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int	pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

pthread_create

int	pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);

호출되는 프로세스에서 새로운 쓰레드를 생성.
스레드 속성 객체 attr의 속성에 맞게 쓰레드를 생성한다.
NULL값이라면 기본 스레드속성.
thread에 thread id가 저장된다.
생선된 쓰레드는 arg인자를 가지고 start_routine을 실행한다.

임계 역역 (Critical Section)

임계영역이란 하나의 스레드만이 진입해야하는 특정 코드구역을 지칭한다. 공유자원의 변경이 일어날 수 있는 곳이 임계구역에 해당된다.

Mutex (Mutual Exclusion) (상호 배제)

특정 쓰레드에 단독으로 들어가야하는 코드구역에서 동기화를 위해 사용되는 방법이다.

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

int cnt;


< Mutex 예제 >
void *thread(void *vargp)
{
  cnt = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d\n", cnt++);
  return (0);
}

int main()
{
  pthread_t tid_1, tid_2;
  pthread_create(&tid_1, NULL, thread, NULL);
  pthread_create(&tid_2, NULL, thread, NULL);
  pthread_join(tid_1, NULL);
  pthread_join(tid_2, NULL);
}

위와 같은 코드 실행시 공유자원인 cnt를 계속 늘려 0~18까지 출력이 된다.

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

int cnt;
pthread_mutex_t mutex;

void *thread(void *vargp)
{
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  cnt = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d\n", cnt++);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);

  return (0);
}

int main()
{
  pthread_t tid_1, tid_2;
  pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
  pthread_create(&tid_1, NULL, thread, NULL);
  pthread_create(&tid_2, NULL, thread, NULL);
  pthread_join(tid_1, NULL);
  pthread_join(tid_2, NULL);
}

위의 코드는 mutex를 사용하여 공유자원에 제한적으로 접근하게 하여 0~9가 2번출력된다.

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr);
	//	attr의 속성인 뮤텍스를 초기화한다. attr은 기본적으로  NULL

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
	//	임계구역에 들어갈 때 뮤텍스를 잠근다.

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);
    //	임계구역에서 나올 때 뮤텍스 객체의 잠금을 해지한다.

int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
     뮤텍스 객체를 파괴한다.

int pthread_detach(pthread_t thread);
    인자 thread를 커널에서 분리 시킨다. 분리된 스레드는 수행을 종료 시키고, 할당된 자원을 회수한다.

compile flags

gcc -fsanitize=thread

플래그를 사용하면 쓰레드간의 임계구역 침범이 있는지 확인해준다.
플래그를 사용하면 mutex를 적절하게 사용하였는지 알 수 있다.

Semaphore

semaphore는 멀티프로그래밍 환경에서 공유자원에 대한 접근을 제한하는 용도로 사용된다.
세마포어 S는 정수값을 가지는 변수이고, P와 V의 명렁에 의해서만 접근할 수 있다.

공유자원의 상태를 카운터로 나타낸다.
세마포어 변수가 1이상이면 사용가능.
lock의 경우 0 또는 1이지만, semaphore는 shared data의 갯수를 지칭한다.
sem_wait() 변수에 -1
sem_signal() 변수에 +1

semaphore는 mutex역할을 할 수 있지만,
mutex는 semaphore의 역할을 할 수 없다.

semaphore는 소유하지않은 thread에서 해제 가능.
mutex는 소유한 thread만 해제 가능.

semopen

#include <semaphore.h>
### sem_t *sem_open(const char *name, int oflag, [mode_t mode], [unsigned int value]);

*name : 세마포어 이름
oflag : O_CREAT : 세마포어 생성.
mode : 접근 권한 기본 0644
value : 초깃값

sem_wait

#include <semaphore.h>
int sem_wait(sem_t *sem);

P()기능에 해당. s– 처리하고, 자원이 없다면 대기.

sem_post

#include <semaphore.h>
int sem_post(sem_t *sem);

V()기능에 해당. s++ 처리하고, 자원 반납.

sem_unlink

#include <semaphore.h>
int sem_unlink(const char *name);

세마포어 삭제. 성공시 0 return, 실패시 -1.

sem_close

#include <semaphore.h>
int sem_close(sem_t *sem);