使用线程和互斥对文件中的字符进行计数

Question

我正在解决这个问题:从命令行中提取一个字母和相同文件的名称，计算字符在每个文件中的出现次数，每个文件使用一个线程，然后打印总的出现次数。

这是我的代码：

typedef struct _CharFile{

    char c;
    char *fileName;

} CharFile;

pthread_mutex_t count = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int sum = 0;

void *CountFile(void *threadarg);

int main(int argc, const char * argv[]) {

    pthread_t threads[argc-2];
    int chck, t;
    CharFile cf;

    for ( t=0 ; t<argc-2 ; t++ ){

        cf.c = argv[1][0];
        cf.fileName = (char *)argv[t + 2];

        chck = pthread_create(&threads[t], NULL, CountFile, (void *) &cf);
        if (chck){
            printf("ERROR; return code from pthread_create() is %d\n", chck);
            exit(-1);
        }

    }

    printf("%lld occurrences of the letter %c in %lld threads\n", (long long)sum, argv[1][0], (long long)argc-2);

    return 0;
}

void *CountFile(void *threadarg){

    FILE *in;
    CharFile *cf;
    char c;
    int counter = 0;

    cf = (CharFile *) threadarg;
    in = fopen(cf->fileName, "r");

    if (in == NULL){

        perror("Error opening the file!\n");
        pthread_exit(NULL);

    }

    while (fscanf(in, "%c", &c) != EOF){

        if(c == cf->c){

            counter += 1;

        }

    }

    fclose(in);

    pthread_mutex_lock(&count);
    sum += counter;
    pthread_mutex_unlock(&count);

    pthread_exit(NULL);
}

我在打开文件或创建线程时没有得到任何错误，但我的输出总是0作为总的出现次数。我还尝试在线程中打印counter，每次在所有线程中都会得到相同的数字，即使我的输入文件不同。是我错误地使用了互斥量，还是有其他的错误？

这是我的输出之一：

61 occurrences of e in this thread
0 occurrences of the letter e in 3 threads
61 occurrences of e in this thread
61 occurrences of e in this thread
Program ended with exit code: 9

Answer 1

这里有几个线程问题。

1)主线程将异步继续到新产生的线程。给定这些代码，主线程很可能会在CountFile线程完成之前完成并退出。在Linux上，当主线程返回时，C运行时将执行一个exit_group系统调用，该系统调用将终止所有线程。

您需要添加一些检查，以确保CountFile线程已经完成了相关部分的工作。在本例中，请看一下在主线程中使用pthread_join()。

2)主线程中的'cf‘存储是一个堆栈局部变量，它通过指针传递给每个线程。但是，由于它是相同的存储，因此可能会发生几种类型的故障。a)当工作线程正在访问工作单元时，可以由主线程更新工作单元。b)将同一工作单元发送到多个/所有线程。

你可以用几种方法来解决这个问题：“cf”可以是每个线程的CharFile数组。或者'cf‘可以动态地分配给每个线程。前者的性能和内存效率更高，但后者在结构上可能更好。具体地说，主线程将其本地堆栈空间中的地址分配给另一个线程。

3)一旦对项目#1进行了寻址，并且线程在主线程printf之前退出，互斥锁的使用就可以了。但不管怎样，将pthread_mutex_locks放在'sum‘的主线程访问周围可能会更好。对于这段代码，这可能不是必需的，但未来的代码重构可能会改变这一点。