並列分散ソフトウェア
電子・情報工学系
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
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http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/2002-01-24
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http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/
http://www.is.tsukuba.ac.jp/~yas/index-j.html
http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/index-j.html
[1] Steve Kleiman, Devang Shah and Bart Smaalders: "Programming with
Threads", Sun Microsystems Press, 1996. ISBN 0-13-172389-8
[2] Steve Kleiman, Devang Shah,Bart Smaalders著、岩本伸一訳: "実践マルチス
レッドプログラミング",アスキー出版局, 1998年. ISBN 4-7561-1784-8
サンプルがWWWページにある。
http://www.sun.com/books/catalog/kleiman/
[3] Doug Lea: "Concurrent Programming in Java: Design Principles and
Patterns, Second edition", Addison-Wesley, November 1999. (ISBN
0-201-31009-0).
[4] ダグ リー (著), Doug Lea (原著), 松野良蔵 (翻訳): " "Javaスレッド
プログラミング―並列オブジェクト指向プログラミングの設計原理",翔泳社
(2000). ISBN: 4881359185
ＷＷＷ上に追補がある。
http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpj/
util.concurrent パッケージには、実用になるクラスが多数含まれている。
H_func()
{
int i ;
for( i=0 ; i<10; i++ )
{
H_Ready();
}
}
H が 2 個固定、O が 1 個固定のものは、合格とする。複数個扱えるように修
正して再提出してもよい。新たな課題に挑戦してもよい。
スピンしているものは、一応、合格とする。相手が揃うまで wait() するよう に書き換えて再提出してもよい。 スピンとは、wait() しないで、ひたすら条件が整うのを待つものである。 sleep() を入れても、だめである。
単に H と O のスレッドを作っていて、中で wait していなものは不可とする。 再提出すること。
複数スレッドによる put/get に対応していないものは、合格とする。 再提出しなくてもよい。
master()
{
初期化;
for( i=0 ; i<nthreads; i++ )
{
pthread_create(,,slave,);
}
マスターの処理;/*必要なら*/
for( i=0 ; i<nthreads; i++ )
{
pthread_join(,,slave,);
}
終了処理;/*必要なら*/
}
slave(void *params)
{
paramsからiを取り出す;
仕事をする;
結果を大域変数かparamsに返す;
return; /* pthread_exit() */
}
% wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/ms_matrix-main.c % wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/ms_matrix.c % wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/Makefile % make ms_matrix-main gcc -D_REENTRANT ms_matrix-main.o -lpthread -lposix4 -o ms_matrix-main % ./ms_matrix-main 200 1 1 matrix_size==200, nthreads==1, niters==1, concurrenc==1 1.381 [sec] / 1 [iteration] == 1.381 [sec/iteration] 1 [iteration] / 1.381 [sec] == 0.724 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 1 1 matrix_size==200, nthreads==1, niters==1, concurrenc==1 1.391 [sec] / 1 [iteration] == 1.391 [sec/iteration] 1 [iteration] / 1.391 [sec] == 0.719 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 2 1 matrix_size==200, nthreads==2, niters==1, concurrenc==2 0.694 [sec] / 1 [iteration] == 0.694 [sec/iteration] 1 [iteration] / 0.694 [sec] == 1.441 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 3 1 matrix_size==200, nthreads==3, niters==1, concurrenc==3 0.494 [sec] / 1 [iteration] == 0.494 [sec/iteration] 1 [iteration] / 0.494 [sec] == 2.025 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 4 1 matrix_size==200, nthreads==4, niters==1, concurrenc==6 0.382 [sec] / 1 [iteration] == 0.382 [sec/iteration] 1 [iteration] / 0.382 [sec] == 2.621 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 5 1 matrix_size==200, nthreads==5, niters==1, concurrenc==6 0.333 [sec] / 1 [iteration] == 0.333 [sec/iteration] 1 [iteration] / 0.333 [sec] == 3.005 [iteration/sec] % ./ms_matrix-main 200 6 1 matrix_size==200, nthreads==6, niters==1, concurrenc==6 0.279 [sec] / 1 [iteration] == 0.279 [sec/iteration] 1 [iteration] / 0.279 [sec] == 3.587 [iteration/sec] %台数効果をうまく図る方法
master()
{
初期化;
for( i=0 ; i<nthreads; i++ )
{
pthread_create(,,slave,);
}
while( !termcond )
{
マスターの処理Ａ;/*必要なら*/
barrier_wait();
マスターの処理Ｂ;/*必要なら*/
barrier_wait();
}
for( i=0 ; i<nthreads; i++ )
{
pthread_join(,,slave,);
}
終了処理;/*必要なら*/
}
slave(void *params)
{
paramsからiを取り出す;
while( !termcond )
{
/* マスターの処理Ａの完了を待つ */
barrier_wait();
スレーブ処理Ｂ;
結果を大域変数かparamsに返す;
barrier_wait();
}
return; /* pthread_exit() */
}
ループの間、マスタの仕事がないこともある。その場合は、マスタはバリアに
は参加しない(relax.c参照)。
wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/ms_relax.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/ms_relax-main.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/barrier.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/Makefile make ms_relax-main.c ./ms_relax-main
worker_thraed()
{
while( (ptr=work_get(workpile))!=NULL )
{
ptrが示す仕事をする;
if( 新しい仕事ができた )
{
work_put(workpile,新しい仕事);
}
}
}
wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/quicksort-main.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/quicksort.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/workpile.c wget http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/sie/pdsoft-2001/examples/Makefile make quicksort-main ./quicksort-main
コンパイル時: -pg オプションを付ける。
実行すると gmon.out というファイルが作られる。 これを、実行形式ファイルと共に gprof コマンドに渡す。
ロックの種類ロックを確保したスレッドが、CPU を横取りされていたなら待っているのは無 駄になる。
無限のスピンは避けたい。 コンテキスト切り替えに要する時間の 50%-100% だけスピンするのがよい。 [Anderson 90]
レポートは、次のような形式の電子メールで送ること。
---------------------------------------------------------------------- To: yas@is.tsukuba.ac.jp Subject: [pdsoft/report-thread-2] phrase in English 学籍番号 000000 (各自の学籍番号で置き換える) 名前 漢字の名前 ＜本文＞ ----------------------------------------------------------------------可能ならば、Subject: は、英語で、かつ、MIME エンコードしないで欲しい。 前回の注意事項も参照のこと。 前回の課題で、問題の解釈が間違っていた人は、もう一度前回の課題をやり直 す。問題の解釈は合っていたが、未完成だった場合（スピンしてるもの、スレッ ドと原子が対応していない、等）も、もう一度前回の課題をやってもよい。 配列が与えられた時に、次のような値を計算する並列プログラムを記述しなさ い。