跟刘峰六学C语言（5） 线程栅栏

某些并行计算需要面临某些在计算进行前的某些单通瓶颈点，这种情况下，当然可以使用信号量的方式来进行处理，但是还存在着另外的一种处理方式是更加方便的，它就是：栅栏（在pthread库里面被定义成为类型 pthread_barrier_t），下面我们来看一段程序作为示例

#define _XOPEN_SOURCE 600

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


#define ROWS 10000
#define COLS 10000
#define THREADS 10

double initial_matrix[ROWS][COLS];
double final_matrix[ROWS][COLS];
// Barrier variable
pthread_barrier_t barr;

extern void DotProduct(int row, int col,
                       double source[ROWS][COLS],
                       double destination[ROWS][COLS]);
extern double determinant(double matrix[ROWS][COLS]);

void * entry_point(void *arg)
{
    int rank = (int)arg;
    for(int row = rank * ROWS / THREADS; row < (rank + 1) * THREADS; ++row)
        for(int col = 0; col < COLS; ++col)
            DotProduct(row, col, initial_matrix, final_matrix);

    // Synchronization point
    int rc = pthread_barrier_wait(&barr);
    if(rc != 0 && rc != PTHREAD_BARRIER_SERIAL_THREAD)
    {
        printf("Could not wait on barrier/n");
        exit(-1);
    }

    for(int row = rank * ROWS / THREADS; row < (rank + 1) * THREADS; ++row)
        for(int col = 0; col < COLS; ++col)
            DotProduct(row, col, final_matrix, initial_matrix);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    pthread_t thr[THREADS];

    // Barrier initialization
    if(pthread_barrier_init(&barr, NULL, THREADS))
    {
        printf("Could not create a barrier/n");
        return -1;
    }
    
    for(int i = 0; i < THREADS; ++i)
    {
        if(pthread_create(&thr[i], NULL, &entry_point, (void*)i))
        {
            printf("Could not create thread %d/n", i);
            return -1;
        }
    }

    for(int i = 0; i < THREADS; ++i)
    {
        if(pthread_join(thr[i], NULL))
        {
            printf("Could not join thread %d/n", i);
            return -1;
        }
    }

    double det = Determinant(initial_matrix);
    printf("The determinant of M^4 = %f/n", det);

    return 0;
} 

这段程序产生出许多个线程，并且分配给每个线程计算矩阵乘法的一部分，然后每个线程使用这次计算的结果，继续进行下一步的计算：另一个矩阵的乘法

几点关于API的说明：

1. barrier 变量必须在最开始声名为全局变量
2. barrier 变量的初始化必须在main函数里进行初始化
3. 在点上每一个线程都会等待它的对端完成工作

注意

在程序顶部的宏定义 _XOPEN_SOURCE 是非常重要的；如果没有这个变量，那么barrier类型就会在pthread.h中被屏蔽掉，这个定义必须在所有的头文件引用之前被定义出来