기억창고

1. global int count = 0
2. A 쓰레드가 count값 0을 읽는다.
3. B 쓰레드가 count값 0을 읽는다.
   • A 쓰레드가 카운팅 연산을 하기 전에 B쓰레드가 접근해 버린 상황이다.
4. A 쓰레드가 count+1 연산을 하고 값을 쓴다. count = 1
5. B 쓰레드가 count+1 연산을 하고 값을 쓴다. count = 1

1. count 값을 읽어와서
2. 카운팅 연산을 하고
3. 연산 결과를 저장하는

1. global int count = 0;
2. A 쓰레드가 임계 영역에 진입
3. B 쓰레드도 임계 영역 진입을 시도하지만, A 쓰레드가 진입해 있으므로 임계 영역 밖에서 대기한다.
4. A 쓰레드가 count 값을 읽고
5. 카운팅 연산을 해서
6. 값을 저장한다. count = 1
7. A 쓰레드가 임계 영역에서 빠져나온다.
8. 비로서 B 쓰레드가 임계 영역에 진입해서
9. count 값 1을 읽어서 카운팅 연산을 하고 저장한다. count = 2

• Atomicity - mutex 잠금(lock)는 최소단위 연적(atomic operation) 으로 작동한다. 이말의 뜻은 하나의 쓰레드가 mutex 를 이용해서 잠금을 시도하는 도중에 다른 쓰레드가 mutex 잠금을 할수없도록 해준다는 뜻이다. 한번에 하나의 mutex 잠금을 하도록 보증해준다.
• Singularity - 만약 스레드가 mutex 잠금을 했다면, 잠금을 한 쓰레드(:12)가 mutex 잠금을 해제 하기 전까지 다른 어떠한 쓰레드도 mutex 잠금을 할수 없도록 보증해준다.
• Non-Busy Wait - 바쁜대기 상태에 놓이지 않는다는 뜻으로, 하나의 쓰레드가 mutex 잠금을 시도하는데 이미 다른 쓰레드가 mutex 잠금을 사용하고 있다면 이쓰레드는 다른 쓰레드가 락을 해제하기전까지 해당 지점에 머물러 있으며 이동안은 어떠한 CPU 자원도 소비하지 않는다 (이를테면 sleep). 
  
  

pthread_mutex_t a_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t * mutex, const pthread_mutex_attr *attr);

• mutex : 뮤텍스 객체
• attr : 뮤텍스 생성 특성, NULL 이면 기본 특성을 가진다. 
  
  

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);
int pthread_mutex_destory(pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

#include <stdio.h>  
#include <unistd.h>  
#include <pthread.h>  
 
int ncount;    // 쓰레드간 공유되는 자원 
pthread_mutex_t  mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 쓰레드 초기화 
 
void* do_loop(void *data) 
{ 
    int i; 
    for (i = 0; i < 10; i++) 
    { 
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 잠금을 생성한다. 
        printf("loop1 : %d\n", ncount); 
        ncount ++; 
        if(i == 10) return;
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 잠금을 해제한다. 
        sleep(1); 
    } 
} 
 
void* do_loop2(void *data) 
{ 
    int i; 
 
    // 잠금을 얻으려고 하지만 do_loop 에서 이미 잠금을  
    // 얻었음으로 잠금이 해제될때까지 기다린다.   
    for (i = 0; i < 10; i++) 
    { 
        pthread_mutex_lock(&mutex); // 잠금을 생성한다. 
        printf("loop2 : %d\n", ncount); 
        ncount ++; 
        pthread_mutex_unlock(&mutex); // 잠금을 해제한다. 
        sleep(2); 
    } 
}     
 
int main() 
{ 
    int       thr_id; 
    pthread_t p_thread[2]; 
    int status; 
    int a = 1; 
 
    ncount = 0; 
    thr_id = pthread_create(&p_thread[0], NULL, do_loop, (void *)&a); 
    sleep(1); 
    thr_id = pthread_create(&p_thread[1], NULL, do_loop2, (void *)&a); 
 
    pthread_join(p_thread[0], (void *) &status); 
    pthread_join(p_thread[1], (void *) &status); 
 
    status = pthread_mutex_destroy(&mutex); 
    printf("code  =  %d", status); 
    printf("programing is end"); 
    return 0; 
} 

• 기술적으로 thread는 운영체제(:12)에서 스케쥴링이 가능한 독립된 명령(instructions)흐름의 단위이다. 여기에서 독립된 명령 단위를 보통 문맥이라고 표기한다. 스케쥴링 가능한 문맥 혹은 코드조각 으로 이해하면 될 것 같다.
• 소프트웨어 개발자에게 있어서 thread는 main 프로그램으로 부터 독립적으로 실행될 수 있는 procedure로 보는게 이해가 더 쉬울 수 있을 것 같다.
• main 프로그램은 여러개의 독립적으로 실행 가능한 프로시져 즉 쓰레드를 포함할 수 있는데, 이들을 동시에 운용할 경우 이를 multi thread 프로그램이라고 한다. 
  
  

• 작업디렉토리
• 파일지시자들
• 대부분의 전역변수와 데이타들
• UID 와 GID
• signal

• 에러번호(errno)
• 쓰레드 우선순위
• 스택
• 쓰레드 ID
• 레지스터 및 스택지시자

• 로드 밸런싱
• Data dependencies
• 동기화 그리고 race conditions
• 메모리 이슈
• IO 이슈
• 프로그램의 복잡도 증가
• 개발시간과 비용의 증가 
  
  

• Manager/worker boss/worker 모델이라고 부르기도 한다. 일반적으로 Manager 쓰레드가 모든 입력을 제어하고 각 쓰레드에 작업을 배분한다. server & client 모델을 사용하는 네트워크 프로그램의 제작에 널리 사용된다. Manager 쓰레드에서 client의 accept를 받아들이고 새로운 worker 쓰레드를 생성해서 input (연결)을 전달하는 방식이다.
• pipeline task가 여러개의 suboperation 으로 나뉘어서 수행이 된다. 각 task가 처리한 결과를 다음 task에 넘겨서 처리하고 최종적으로 main thread는 완전히 처리된 데이터를 넘겨받는 식이다. 입력데이터가 long stream 일 경우에 사용할 수 있다. 자동차 조립 라인과 비슷하다. 조립라이을 컨테이너 벨트식으로 만들게 됨으로 실제 조립라인에는 여러대의 자동차가 존재하게 된다.
• peer Manager/worker 모델과 비슷하다. 그러나 main 쓰레드는 단지 새로운 쓰레드를 생성하기만 한다. 생성된 쓰레드가 독립적으로 자신의 작업을 수행한다. 네트워크 프로그래밍으로 보자면, 각각의 생성된 쓰레드가 client accept()를 기다리는 방식이라고 보면 된다. 
  

1. 라이브러리가 메모리의 전역 구조체를 엑세스 한다.
2. 거의 같은 시간에 쓰레드가 전역 구조체의 데이터를 읽고/쓰려고 한다.
3. 이때 보호하고자 하는 데이터영역에 대한 동기화장치가 마련되어 있지 않았다면, thread:::safe(:12) 하지 않은 라이브러리가 된다.

     Master Thread
           |
           |             pthread_create() 에 의해서 worker 생성
           |
     +---+----+---+      worker 시작
     |   |    |   |
     |   |    |   |      각각의 worker는 그들의 작업을 수행한다.
     |   |    |   |
     +---+----+---+      worker 를 종료한다.  
           |
           |             pthread_join()에 의해서 worker 를 join 한다.
           |
     Master Thread

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

void* do_loop(void *data)
{
    int i;

    int me = *((int *)data);
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d - Got %d\n", me, i);
        sleep(1);
    }
}

int main()
{
    int       thr_id;
    pthread_t p_thread[3];
    int status;
    int a = 1;
    int b = 2;      
    int c = 3;      

    thr_id = pthread_create(&p_thread[0], NULL, do_loop, (void *)&a);
    thr_id = pthread_create(&p_thread[1], NULL, do_loop, (void *)&b);
    thr_id = pthread_create(&p_thread[2], NULL, do_loop, (void *)&c);

    pthread_join(p_thread[0], (void **) &status);
    pthread_join(p_thread[1], (void **) &status);
    pthread_join(p_thread[2], (void **) &status);

    printf("programing is end\n");
    return 0;
}

[yundream@localhost test]# gcc -o thread thread.c -lpthread