Pthreads: Conditions et Mutex

**Arkenis** · 02/06/2012, 15h44

Bonjour,

J'aimerais connaître les avantages à utiliser les conditions en plus des mutex lors de l'utilisation de pthreads, les mutex permettent déjà d'assurer une certaine synchronisation entre les différents threads, pourquoi rajouter des conditions ?

**Trademark** · 02/06/2012, 16h15

Salut,

Comment peux-tu faire un producteur consommateur sans ces conditions ?

Le principe est simple, tu as N threads d'un côté qui rangent des informations dans une liste et N threads de l'autre côté qui prennent ces informations.

Si la liste est vide, alors les consommateurs doivent attendre..

Si la liste est pleine, alors les producteurs doivent attendre...

Comment faire attendre un thread ? pause() ? Non pas possible comment réveiller ce thread alors ? sleep(x) ? Pas très joli d'aller checker toutes les x secondes si un événement s'est passé...

Pour t'en convaincre, la meilleure chose est d'implémenter l'exercice ci-dessus sans utiliser les conditions, on verra si tu y arrives

**Arkenis** · 02/06/2012, 20h55

J'ai essayé de programmer l'exercice, bien que je doute que ce soit bon:

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
 
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t	cond  = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
 
int	nbElements = 0;
 
void * production(void * arg);
void * consommation(void * arg);
 
int main(int argc, char ** argv){
	pthread_t	prod;
	pthread_t	conso;
	char	*liste = malloc(20);
	int		i;
 
	for (i = 0; i < 5; i++) {
		if(pthread_create(& conso, NULL, consommation, (void *)&liste) != 0){
			perror("pthread_create");
			exit(1);
		}
 
		if(pthread_create(& prod, NULL, production, (void *)&liste) != 0){
			perror("pthread_create");
			exit(1);
		}
	}
 
	pthread_exit(NULL);
 
	return 0;
}
 
void * production(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		if(nbElements < 20){
			liste[nbElements] = 'a';
			nbElements++;
			printf("Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
		}
 
		//pthread_cond_signal(& cond);
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}
}
 
void * consommation(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
 
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
		//pthread_cond_wait(& cond, & mutex);
		if(nbElements > 0){
			nbElements--;
			printf("Consommation de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
		}
 
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}
}

Je comprends pas vraiment les résultats d'ailleurs, si je commente les conditions, j'obtiens:

...
Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Production de l'element 'a', nbElement vaut 4
Production de l'element 'a', nbElement vaut 5
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 4
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 3
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 2
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 1
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 0
Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Production de l'element 'a', nbElement vaut 4
Production de l'element 'a', nbElement vaut 5
Production de l'element 'a', nbElement vaut 6
Production de l'element 'a', nbElement vaut 7
Production de l'element 'a', nbElement vaut 8
Production de l'element 'a', nbElement vaut 9
Production de l'element 'a', nbElement vaut 10
Production de l'element 'a', nbElement vaut 11
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 10
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 9
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 8
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 7
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 6
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 5

Les threads semblent se partager les tâches de facon aléatoire, j'aurais cru qu'il y avait une sorte de pile avec tous les threads en attentes, ou les threads en attentes sont triés par ordre dans lequel ils ont demandé à accéder au mutex, mais ça n'a pas l'air d'être le cas

Si j'utilise les conditions, j'ai:

...
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 18
Production de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 18
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 17
Production de l'element 'a', nbElement vaut 18
Production de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 18
Production de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 18
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 17

Encore une fois les résultats semblent aléatoires, alors soit je sais pas les utiliser ( ce qui est tout à fait possible ), soit j'ai pas compris comment les mutex/conditions fonctionnent..

**Neckara** · 02/06/2012, 21h26

Il y a en effet une pile mais imagine ta pile :
C : Consomateur
P : Producteur

Element restant : 1
C - C - C - C - C - P - P - P - P - P

//consommation

Element restant : 0
C - C - C - C - P - P - P - P - P

//aucune consommation

Element restant : 0
C - C - C - P - P - P - P - P

//aucune consommation

Element restant : 0
C - C - P - P - P - P - P

//aucune consommation

Element restant : 0
C - P - P - P - P - P

//aucune consommation

Element restant : 0
P - P - P - P - P

//production

Element restant : 1
P - P - P - P

Tu peux donc avoir plusieurs productions consécutives et y avoir quelques consommateurs qui ont accès au mutex mais qui le rendent sans consommer.

Il faut aussi bien penser que tes threads doivent aussi se partager le CPU. Des threads sont donc "endormis" en attente de recevoir le CPU.
Un thread peut donc être "endormis" en dehors de la zone critique pendant qu'un autre thread passe 2 fois sur la zone critique.

**Trademark** · 02/06/2012, 21h40

Alors une petite explication s'impose

Tout d'abord, tu dis :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

Les threads semblent se partager les tâches de facon aléatoire, j'aurais cru qu'il y avait une sorte de pile avec tous les threads en attentes, ou les threads en attentes sont triés par ordre dans lequel ils ont demandé à accéder au mutex, mais ça n'a pas l'air d'être le cas.

Comment peux-tu avancer ça alors que tu n'affiches pas l'ID des threads ? L'accès au mutex est réglementé par une file, c'est-à-dire que le premier entré sera le premier sorti (encore heureux sinon certain thread risquerait de rester au fond et de ne jamais y aller). Maintenant qui arrive le premier sur le mutex, et bien tu ne peux pas le savoir, en fait juste avant que le thread 1 arrive sur le mutex, il se peut qu'il y ait interruption et que le thread 2 y arrive sans interruption (et dans ce cas il aura "dépassé" le thread 1).

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

char	*liste = malloc(20);

En fait quand je disais une liste, c'était au sens structure de donnée, mais il se peut que tu ne connaisses pas. Le problème avec ton tableau, c'est que les éléments insérés en premier ne sont pas sorti en premier.. C'est le principe d'une pile (LIFO) et non d'une file (FIFO). Ça dépasse le cadre du sujet donc je te laisse te renseigner.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		if(nbElements < 20){
			liste[nbElements] = 'a';
			nbElements++;
			printf("Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
		}
 
		//pthread_cond_signal(& cond);
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}

Voici notre producteur, en effet sans la condition ça marche mais tu obtiens alors une boucle active. C'est-à-dire que le thread utilise inutilement des ressources car tourne en boucle...

Imagine simplement que tu aies 20 producteurs et un consommateur, et encore ce consommateur va consommer une fois toute les 5 minutes... Tes producteurs vont prendre le mutex et le relâcher tout de suite, un à la suite de l'autre, et sans arrêt pendant 5 minutes ! Ce qui, tu comprendras, est du gaspillage pure et simple de ressources.

En ajoutant le pthread_cond_signal(& cond);, que se passe t'il ? Avant de répondre, il faut corriger ton code car il est manque deux instructions.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
                while(nbElements >= 20)
                  pthread_cond_wait(&mutex, &non_vide);
 
	        liste[nbElements] = 'a';
		nbElements++;
		printf("Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
 
                pthread_cond_signal(&non_plein);
 
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}

Tu commences peut-être à comprendre l'intérêt. Si le producteur qui est dans la section critique (c'est-à-dire entre un lock et unlock) ne peut produire car le tableau est plein, il suffit qu'il attende qu'un consommateur lui signale qu'il a consommé.

Une fois qu'il a produit alors il signale au consommateur (qui attende peut-être car le tableau est vide) que le tableau n'est plus vide.

Il faut donc utiliser deux conditions, une pour signaler que ce n'est plus plein, et une autre pour signaler que ce n'est plus vide.

Il faut également comprendre que lorsque qu'un thread entre dans un pthread_cond_wait, il libère le mutex ! Ce qui fait qu'un autre producteur peut entrer en section critique et voir également que c'est plein et tomber lui aussi dans le pthread_cond_wait. Ils attendront alors tout les deux.

La question à laquelle je t'invite à réfléchir c'est : "Pourquoi est-ce que c'est obligatoire d'utiliser while(nbElements >= 20) pthread_cond_wait(&mutex, &non_vide); plutôt que if(nbElements >= 20) pthread_cond_wait(&mutex, &non_vide); ?". Essaye de trouver un cas où c'est obligatoire.

**Arkenis** · 02/06/2012, 21h43

A priori, avec le code du dessus ( sans les conditions ), je devrais donc avoir:

C - P - C - P - C - P - C - P - C - P

or j'obtiens au début de l’exécution:

Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 2
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 2
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 1
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 0
Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Production de l'element 'a', nbElement vaut 4
Production de l'element 'a', nbElement vaut 5
Production de l'element 'a', nbElement vaut 6
Production de l'element 'a', nbElement vaut 7
Production de l'element 'a', nbElement vaut 8
Production de l'element 'a', nbElement vaut 9
Production de l'element 'a', nbElement vaut 10
Production de l'element 'a', nbElement vaut 11
Production de l'element 'a', nbElement vaut 12
Production de l'element 'a', nbElement vaut 13
Production de l'element 'a', nbElement vaut 14
Production de l'element 'a', nbElement vaut 15
Production de l'element 'a', nbElement vaut 16
Production de l'element 'a', nbElement vaut 17
Production de l'element 'a', nbElement vaut 18
Production de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20

Même si le premier C ne fait rien, le deuxieme devrais consommer ce que le premier P a produit, or c'est pas le cas ici

**Arkenis** · 02/06/2012, 23h46

Après modification:

Code :

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void * production(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
 
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		while(nbElements >= 20)
			pthread_cond_wait(& non_plein, & mutex); // Les producteurs attendent que le tableau ne soit plus plein non ?
 
		liste[nbElements] = 'a';
		nbElements++;
		printf("Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
 
		pthread_cond_signal(&non_vide); // De même, ils envoient un signal si il y a qqch à consommer
 
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}
}
 
void * consommation(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
 
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		while(nbElements <= 0)
			pthread_cond_wait(& non_vide, & mutex);
 
		nbElements--;
		printf("Consommation de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", nbElements); 
		sleep(1);
 
		pthread_cond_signal(& non_plein);
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
	}
}

En fait quand je disais une liste, c'était au sens structure de donnée, mais il se peut que tu ne connaisses pas. Le problème avec ton tableau, c'est que les éléments insérés en premier ne sont pas sorti en premier.. C'est le principe d'une pile (LIFO) et non d'une file (FIFO). Ça dépasse le cadre du sujet donc je te laisse te renseigner.

Ha effectivement, j'avais compris tableau, je vois ce que c'est les listes, cela dit, du fait que tous les éléments soit des 'a' ici, c'est peut être pas si génant dans le contexte actuel, bien que je comprenne que dans un autre contexte ce soit nécessaire.

Je pense saisir l'utilité des conditions, sans elles on a, dans le cas ou la liste est pleine, un truc du genre (pour la partie producteurs):

P1 - P2 - P3 - P4 - P5 - P1 - P2 - P3 etc

Au lieu d'avoir

P1 - P2 - P3 - P4 - P5 tout court, ou les 5 producteurs sont endormis

La question à laquelle je t'invite à réfléchir c'est : "Pourquoi est-ce que c'est obligatoire d'utiliser while(nbElements >= 20) pthread_cond_wait(&mutex, &non_vide); plutôt que if(nbElements >= 20) pthread_cond_wait(&mutex, &non_vide); ?". Essaye de trouver un cas où c'est obligatoire.

Du fait que pthread_cond_wait relâche le mutex, on peut avoir plusieurs producteurs en attente. Lors de la réception du signal émis par un consommateur, si on a un if, chacun des producteurs en attente reprend, si le consommateur a envoyé un signal et nbElements vaut 19, mais que 3 producteurs étaient en attente, on aura nbElements > 20, ce qui risque de provoquer une erreur de segmentation.

Toutefois, si ce que je viens d'écrire est vrai, je ne suis pas sur de saisir en quoi un while changerait quelque chose, si on a 3 producteurs qui reçoivent le signal du consommateur, ils pourraient très bien sortir de la boucle avant qu'un des 2 autres producteurs ai le temps de re-incrementer nbElements pour le rendre de nouveau >= 20, auquel cas on aurait quand meme nbElements > 20 à un moment ou à un autre

**Trademark** · 03/06/2012, 07h48

Du fait que pthread_cond_wait relâche le mutex, on peut avoir plusieurs producteurs en attente. Lors de la réception du signal émis par un consommateur, si on a un if, chacun des producteurs en attente reprend, si le consommateur a envoyé un signal et nbElements vaut 19, mais que 3 producteurs étaient en attente, on aura nbElements > 20, ce qui risque de provoquer une erreur de segmentation.

C'est bien ça.

ils pourraient très bien sortir de la boucle avant qu'un des 2 autres producteurs ai le temps de re-incrementer nbElements pour le rendre de nouveau >= 20, auquel cas on aurait quand meme nbElements > 20 à un moment ou à un autre

Non car n'oublions pas qu'on est en section critique, donc un thread à la fois tout de même ! Si nbElement = 20 et que la séquence est P P P C alors seulement un producteur va pouvoir sortir mais les autres seront tout de même en quelque sorte "débloqué" de la condition et attendrons que le mutex soit libéré. Ainsi, si on a P P P C P P, le dernier producteur verra que nbElement = 20 et ira se ré-endormir en attendant un prochain signal.

L'astuce, c'est que ce n'est pas assuré que signal ne réveille que un thread, donc tu peux considérer que signal == broadcast. Si on étais sur que signal ne réveille que un thread alors le while serait inutile

**Arkenis** · 03/06/2012, 12h09

D'accord, toutefois, je ne comprends pas ce résultat d'execution:

Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 1
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 0
Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
Production de l'element 'a', nbElement vaut 4
Production de l'element 'a', nbElement vaut 5
Production de l'element 'a', nbElement vaut 6
Production de l'element 'a', nbElement vaut 7
Production de l'element 'a', nbElement vaut 8
Production de l'element 'a', nbElement vaut 9
Production de l'element 'a', nbElement vaut 10
Production de l'element 'a', nbElement vaut 11
Production de l'element 'a', nbElement vaut 12
Production de l'element 'a', nbElement vaut 13
Production de l'element 'a', nbElement vaut 14
Production de l'element 'a', nbElement vaut 15
Production de l'element 'a', nbElement vaut 16
Production de l'element 'a', nbElement vaut 17
Production de l'element 'a', nbElement vaut 18
Production de l'element 'a', nbElement vaut 19
Production de l'element 'a', nbElement vaut 20
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 19
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 18
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 17
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 16
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 15
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 14
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 13
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 12
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 11
Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 10

Comment la production peut-elle produire 20 élément d'un coup sans qu'un seul consommateur agisse alors qu'il y a 5 producteurs et 5 consommateurs ?
De même, les consommateurs consomment tout ce qui a été produit avant de relancer la production, or des signaux sont envoyés a chaque production/consommation d'un élément

**Neckara** · 03/06/2012, 12h28

N'oublie pas ce que j'ai dit quelques posts plus haut.
L'ordonnanceur du CPU joue lui aussi un rôle.

Les consommateur peuvent ne pas avoir accès au CPU lorsqu'ils sont en dehors du chemin critique. Un producteur qui a accès au CPU pendant un certains temps peut très bien pouvoir faire plusieurs tours avant qu'il doive rendre l'accès au CPU.

**Arkenis** · 03/06/2012, 12h51

Envoyé par Neckara

N'oublie pas ce que j'ai dit quelques posts plus haut.
L'ordonnanceur du CPU joue lui aussi un rôle.

Les consommateur peuvent ne pas avoir accès au CPU lorsqu'ils sont en dehors du chemin critique. Un producteur qui a accès au CPU pendant un certains temps peut très bien pouvoir faire plusieurs tours avant qu'il doive rendre l'accès au CPU.

Dans ce cas pourquoi en ajoutant les instructions pthread_yield() j'ai encore les mêmes résultats ?

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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void * production(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		while(nbElements >= 20)
			pthread_cond_wait(& non_plein, & mutex); // Les producteurs attendent que le tableau ne soit plus plein non ?
 
		liste[nbElements] = 'a';
		nbElements++;
		printf("%lu : Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", pthread_self(), nbElements); 
 
		pthread_cond_signal(&non_vide); // De même, ils envoient un signal si il y a qqch à consommer
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
		pthread_yield();
 
	}
}
 
void * consommation(void * arg){
	char	*liste = (char *)arg;
 
	while(1){
		pthread_mutex_lock(& mutex);
 
		while(nbElements <= 0)
			pthread_cond_wait(& non_vide, & mutex);
 
		nbElements--;
		printf("%lu : Consommation de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", pthread_self(), nbElements); 
		sleep(1);
 
		pthread_cond_signal(& non_plein);
		pthread_mutex_unlock(& mutex);
		pthread_yield();
	}
}

Mais même si ils ont le temps d'effectuer plusieurs tours d'un coup, lors du relâchement du mutex, quelqu'un d'autre le prend, du coup lors du second tour le producteurs devrait bloquer sur l'instruction pthread_mutex_lock() non ?

**Neckara** · 03/06/2012, 13h18

En regardant vite fait le man, on voit que pthread_yield n'est pas standard et, sous Linux, n'est qu'un appel à la fonction sched_yield qui elle est standard (donc il vaut mieux l'utiliser directement).

Sinon plutôt que de n'afficher que les consommations et productions, pourquoi ne pas afficher :
"le thread n°i (Consommateur) entre dans la zone critique"
et
"le thread n°i (Consommateur) sort de la zone critique" ?

Ce sera plus parlant.

Sinon :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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2
3
 
	pthread_mutex_unlock(& mutex);
	pthread_yield();

Le thread peut rendre le CPU entre les deux lignes.
Quand il reprendra l'accès au CPU, il devra à nouveau directement le rendre.

**Trademark** · 03/06/2012, 13h22

Comment la production peut-elle produire 20 élément d'un coup sans qu'un seul consommateur agisse alors qu'il y a 5 producteurs et 5 consommateurs ?
De même, les consommateurs consomment tout ce qui a été produit avant de relancer la production, or des signaux sont envoyés a chaque production/consommation d'un élément

En même temps c'est normal, et je suis prêt à parier que c'est le même thread producteur qui produit tout... C'est parce que ça ne prend pas beaucoup de temps alors il garde la main tout ce temps.

Ensuite, si tu veux des résultats plus cohérents, il faudrait que tu fasses comme si la production d'un élément prenait un certain temps et que sa consommation prenait également un certain temps. Évidemment il faut faire ça en dehors de la section critique. Tu peux utiliser des sleep par exemple...

Mais même si ils ont le temps d'effectuer plusieurs tours d'un coup, lors du relâchement du mutex, quelqu'un d'autre le prend, du coup lors du second tour le producteurs devrait bloquer sur l'instruction pthread_mutex_lock() non ?

Non car si le thread a encore du temps, il peut très bien aller le reprendre, et ce, plusieurs fois. Et même lorsqu'il est interrompu, un autre producteur peut encore faire de même.

**Neckara** · 03/06/2012, 13h43

Tu ne dois pas t'intéresser ou supposer l'ordre d'exécution des thread en dehors de la zone critique.

Tu dois partir du principe que s'il y a X threads en dehors de la zone critique, n'importe lequel de ces threads pourra prendre le mutex.

Je ne me rappelle plus très bien des règles avec les mutex :
- aucune supposition ne doit être fait sur la vitesse d'exécution de chacun des thread
- un thread ne doit pas passer trop de temps dans la zone critique
- un thread ne doit pas attendre trop de temps pour entrer dans la zone critique (la notion de temps étant relative bien sûr)

**Arkenis** · 03/06/2012, 14h14

Envoyé par Trademark

Non car si le thread a encore du temps, il peut très bien aller le reprendre, et ce, plusieurs fois. Et même lorsqu'il est interrompu, un autre producteur peut encore faire de même.

C'est ca que je ne comprends pas, si on a C0 (par exemple) qui est déjà en attente pour prendre le mutex, qui est lui même pris par P1, lorsque P1 va le relacher, ce n'est pas C0 qui va le reprendre mais P1 (dans le cas ou il lui reste du temps CPU) ? P1 ne va pas être placé en file d'attente, bloquer jusqu'a rendre le CPU, puis C0 prendra le mutex ?

Dans ce cas est-ce vraiment une FIFO ?
Au lieu d'avoir:
P1 in - 1ere position
C0 in - 2e
P1 out - C0 passe en 1e
P1 in - 2e
C0 out - Sort avant P1 car first in
P1 out

On a:
P1 in - 1e
C0 in - 2e
P1 out - C0 devrais passer en 1e non ?
P1 in - P1 toujours premier lorsqu'il revient dans la file d'attente ?
P1 out
...
C0 out

C'est effectivement P1 en l'occurence qui produit tout :

C0 rentre en zone critique
P0 rentre en zone critique
P0 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
C0 : Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 0
P0 sort de la zone critique
C0 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 1
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 2
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 3
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 4
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 5
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 6
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 7
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 8
P1 sort de la zone critique
P1 rentre en zone critique
P1 : Production de l'element 'a', nbElement vaut 9
P1 sort de la zone critique
C0 rentre en zone critique
C0 : Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 8
C0 sort de la zone critique
C2 rentre en zone critique
C2 : Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 7
C2 sort de la zone critique
C1 rentre en zone critique
C1 : Consommation de l'element 'a', nbElement vaut 6

**Trademark** · 03/06/2012, 15h13

Alors je me suis avancé trop vite en disant que c'était une file. Il n'y a peut-être pas d'ordre spécifique.

J'ai essayé de regarder dans l'implémentation mais j'avoue que je ne comprend pas vraiment : http://www.koders.com/c/fid49461D80E...62FD28FCA.aspx

Si quelqu'un sait, ça m'intéresse également

EDIT : voir message plus bas.

**Neckara** · 03/06/2012, 15h31

Je suis déjà sûr que c'est une liste.

La logique voudrait que ce soit une FIFO (et il me semble bien que c'est le cas, je regarderais mes cours ce soir).

Sinon ça n'a pas de sens, si il y a à chaque instant t au moins un thread attendant l'accès à la zone critique alors le premier thread à être bloqué n'aura jamais l'accès à la zone critique ?

Il ne faut pas aussi faire dire à tes résultats ce qu'ils ne veulent pas dire.
Tu sais juste quel thread entre et sort de ta zone critique mais rien de plus.

Il est (il me semble) impossible de déterminer de façon sûre l'ordre dans lequel les threads demandent l'accès à la zone critique.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
 
while(nbElements >= 20)
			pthread_cond_wait(& non_plein, & mutex);

Il ne faut pas faire des choses comme cela.
Dans ce cas là il faut utiliser deux sémaphores avec un nombre de jeton de 20.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
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5
6
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8
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10
11
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14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
 
//consomateur
Prendre 1 jeton A //consommation
 
Prendre mutex;
 
//phase critique
 
Rendre mutex;
 
Rendre 1 jeton B //on peut produire un de plus
 
 
 
 
//producteur
Prendre 1 jeton B //production
 
Prendre mutex;
 
//phase critique
 
Rendre mutex;
 
Rendre 1 jeton A //on peut consommer un de plus

**Trademark** · 03/06/2012, 17h31

Il est (il me semble) impossible de déterminer de façon sûre l'ordre dans lequel les threads demandent l'accès à la zone critique.

L'accès à mon avis non, mais par contre lorsqu'il rentre dans la zone critique je dirai que oui, et si c'est une FIFO alors ça revient au même.

Par contre je viens d'avoir un tilt suite au commentaire de Neckara.

En effet, ta séquence semblait étrange Arkenis, mais regardons de plus près :

P1 in - 1e
C0 in - 2e
P1 out - C0 devrais passer en 1e non ?
P1 in - P1 toujours premier lorsqu'il revient dans la file d'attente ?
P1 out

P1 in : on peut effectivement supposé si on a le printf.
C0 in : Là c'est une supposition impossible, en effet, C0 pourrait très ne pas encore avoir demandé le mutex alors que P1 a déjà fait "un tour"

Mystère résolu et à mon avis c'est bien une FIFO finalement

**Arkenis** · 03/06/2012, 19h47

Okay, faut que je me fasse au raisonnement multi-thread/processus, je pensais pas que P1 aurait le temps de faire 20 tour avant même que C0 demande le mutex, mais en y réfléchissant, si il peut faire autant de tour en un cycle cpu, ça semble logique

Résolu !

Merci à vous deux

**jellad.tarek** · 28/01/2015, 19h05

une autre solution avec les sémaphores posix

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
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38
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48
49
50
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53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
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72
73
74
75
76
77
78
79
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
 
sem_t pleine;
sem_t vide;
sem_t mutex;
 
void * production(void * arg);
void * consommation(void * arg);
 
int   indexe=0;
char liste_produits [20]=" ";//zone de 20 produits
 
int main(void)
{
 
	pthread_t	prod[20];
	pthread_t	conso[20];
	int	i,tirage, nbr_prod=0, nbr_cons=0;
 
 
    sem_init(&pleine, 0, 0);
    sem_init(&vide, 0, 20);
    sem_init(&mutex, 0, 1);
 
	while ((nbr_prod+nbr_cons)<20){ //max 20 prod/cons
 
	    tirage=rand()%3;//nombre aleatoire entre 0 et 3
 
		if (tirage >1) //si la valeur du tirage 2 ou 3 le main lance un cons
		pthread_create(&conso[nbr_cons++], NULL, consommation, (void *)&liste_produits);
		else //si la valeur du tirage 0 ou 1 le main lance un prod
		pthread_create(&prod[nbr_prod++], NULL, production, (void *)&liste_produits);
 
 
	}
 
for (i=0;i<=nbr_prod;i++) pthread_join(prod[i],NULL);
for (i=0;i<=nbr_cons;i++) pthread_join(conso[i],NULL);
 
 
	return 0;
}
 
/*******************************************************/
void * production(void * arg)
{
 
 
		sem_wait(&vide);
            sem_wait(&mutex);
                liste_produits[++indexe] = 'a';
                printf("Production de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", indexe);
                printf ("La liste des produits est : %s\n\n",liste_produits);
            sem_post(&mutex);
		sem_post(&pleine);
 
        pthread_exit(NULL);
    	return NULL;
}
 
/*********************************************************/
void * consommation(void * arg)
{
 
		sem_wait(&pleine);
            sem_wait(&mutex);
                liste_produits[indexe--] = '\0';
                printf("Consommation de l'element 'a', nbElement vaut %d\n", indexe);
                printf ("La liste des produits est : %s\n\n",liste_produits);
            sem_post(&mutex);
		sem_post(&vide);
 
        pthread_exit(NULL);
		return NULL;
}

Pthreads: Conditions et Mutex

C

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