linux c pthread多线程

背景思考：

最开始操作系统是只能处理单个任务的，且内存中只能存一个程序，然后出现了批处理的系统，这样我一批任务给操作系统，我走了，明天都处理完了，然后出现了多进程或者多线程，这个的出现造就了分时任务，或许就是因为分时任务的需求出现了多线程或者多进程。

多线程或多进程带来了什么好处？
1.即使我只有一个cpu也是有好处的，因为只要内存中存在多个程序，那么如果程序一阻塞了，我就可以让程序二运行，切换到线程二即可，挂起线程一，线程一要是准备好了，给cpu发送一个中断信号然后再切换到程序一(也就是线程一)执行就行了。

2.要是多cpu的更不用说了，单cpu只能算是并发，而多cpu是真正意义上的并行，如果在单cpu上面编程其实我觉得是不会涉及到多线程编程的问题(也就是共享变量的问题)，虽然共享变量，但是不会真正意义上同时操作，所以是没有任何问题的，但是这也取决于你语言成面的内存模型的可见性问题。

最近因为朋友让我帮他看一下linux c多线程的一个问题，我就答应研究一下(其实我是很喜欢linux c系统编程的，之前也研究过一段时间)，所以我就顺便研究一下pthread，就是linux c下的多线程的问题，我们都知道摩尔定律已经失效了，现在cpu架构从之前的提升cpu的频率到现在向多核方向发展，既然是多核心，那么多线程肯定是必需品。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h> 
#define N 10
//互斥量 就是锁  
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 

void * myThread(void *arg){
    int id = *(int *)arg;   
    int i;
    printf("current thread is :%d\n",id);
    //线程操作前要加锁 
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    for(i=0;i<N;i++){
        printf("current thread :%d print\n",id);
        sleep(1);
    }
    //释放后要解锁
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}


int main(){

    pthread_t thread[N];
    int id[N],i;
    for(i=0;i<N;i++){
        id[i] = i;
        /*
            创建线程
            第一个参数:传入pthread_t 声明的线程地址
            第二个参数:传入NULL即可
            第三个参数:传入线程入口地址 函数指针
            第四个参数:传入给线程的参数 void*类型的
        */
        pthread_create(&thread[i], NULL, myThread, &id[i]);
    }
    //当前线程等待所有线程运行完，然后才继续运行，和java的api类似
    for(i=0;i<N;i++){
        pthread_join(thread[i],NULL);
    }
    return 0;
}

解决实际问题：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<pthread.h>
#define P  3
#define Q  4

pthread_mutex_t mutex[10];

struct demo_parameters {
    int S;
    int M;
};

struct demo_srelation{
    int sid;
    int mid;
};

struct demo_mrelation{
    //该marker是否结束
    bool finish;
    //如果没有结束 那么查看该字段是否是空闲的
    bool free;
    //该marker的线程id
    int mid;
    //抓取该marker的student 线程id 
    int sid;
};

struct demo_srelation srelation[10];

struct demo_mrelation mrelation[10];

struct demo_parameters parameters;

bool grabMarker(int sid){
    int i;
    int count = 0;
    for(i=0;i<10;i++){
        bool finish = mrelation[i].finish;
        bool free = mrelation[i].free;
        if(!finish&&free){
            mrelation[i].sid = sid;
            count++;
            if(count==P){
                break;
            }
        }
    }
    return true;
}

bool haveTime(){
    return true;
}

void *studentT(void *argv){
    int studentId = *(int *)argv;
    printf("current student :%d\n",studentId);
    bool ok = grabMarker(studentId);
    bool havetime = haveTime();
    if(ok&&havetime){
        printf("ok\n");
    }
}


void *markerT(void *argv){
    int markerId = *(int *)argv;
    int count =0;
    int i;
    while(1){
        printf("current marker:%d is running\n",markerId);
        printf("was grabbed by the student :%d\n",mrelation[markerId].sid);
        count++;
        if(count>=Q){
            mrelation[markerId].finish = true;
            break;
        }
    }
}

int main(int argc,char *argv[]){
    if(argc<2){
        printf("parameters error\n");
    }
    parameters.S = atoi(argv[1]);
    parameters.M = atoi(argv[2]);
    int S = parameters.S;
    int M = parameters.M;
    int i;
    if(S>100 || M>100){
        puts("Maximum 100 markers and 100 students allowd\n");
        exit(1);
    }
    printf("SN : %d ,MN: %d \n",S,M);
    for(i=0;i<10;i++){
        pthread_mutex_init ( &(mutex[i]), NULL);
    }
    pthread_t student[S];
    pthread_t marker[M];
    int studentId[S];
    int markerId[M];

    for(i=0;i<S;i++){
        studentId[i] = i;
        pthread_create(&student[i],NULL,studentT,&studentId[i]);
    }

    for(i=0;i<M;i++){
        markerId[i] = i;
        pthread_create(&marker[i],NULL,markerT,&markerId[i]);
    }

    for (i = 0; i<S; i++) {
        pthread_join(student[i], NULL);
    }

    for (i = 0; i<M; i++) {
        pthread_join(marker[i], NULL);
    }
    return 0;
}