[OS / 운영체제] POSIX PThreads, Windows Threads,

Thread Libraries

하나는 Kernel Scheduler 다른 하나는 Kernel이 쓰레드를 제공안해도 User Level에서 제공하는 User level library가 존재한다. POSIX Pthreads는 구체적인 구현체가 아니라 어떠한 함수가 어떤 기능을 가지고 있어야 한다고 기록한 명세서 느낌이다. LinuxThreads, NPTL 쓰레드 등을 사용하기도 한다. 

 

POSIX PThreads

어떤 함수를 써야 하는가? 제일 중요한 함수는 pthread_create 이다. 쓰레드를 만들어낸다. 세 번째 파라미터가 제일 중요하다. function pointer이다. C언어에서 잘 보지 못했던 문법처럼 느껴질 것이다. 함수는 특정한 위치로 뛰어드는 것을 의미한다. 함수의 이름은 주소라는 것을 다시 기억해야 한다. %p로 출력하면 주솟값이 나오고 그 곳을 저장하는 포인터 타입이 function pointer라고 부른다. start_routine 앞에 별이 하나 있고 앞에도 void *가 있고 뒤에도 void *가 있다. return type과 파라미터도 void * 가 된다. 그렇다면 왜 void *를 사용하는가? 함수를 사용하는 경우 다양한 경우의 데이터 처리가 존재하는데 이를 다양하게 처리하기 편리한 데이터 타입이 void * 이 된다 Struct 변수에 다가 데이터를 다 채워서 원하는 타입으로 받기 때문에 void *로 관리하기 편하게 하기 위함이다. 

 저 세 번째 파라미터는 새로운 쓰레드의 시작 주소값이 된다.

 첫 번째 파라미터는 채워서 줄 필요가 없다. 새로 만들어져 채워져야 할 Thread의 ID가 나중에 할당된다. 두 번째 파라미터를 통해서 Kernel, User를 사용할 것인지, 굉장히 다양한 옵션들을 정의하기 위한 Structure가 된다. 

wait function의 쓰레드 버전이 join 함수이다. 내가 어떤 쓰래드를 기다릴지 지정할 수 있는데 그것이 첫 번째 파라미터에 해당한다. 이 쓰레드 아이디는 Create 함수에서 알아낼 수 있다. 두 번째 파라미터는 쓰레드를 종료하고 나서 report value를 받아낼 수 있다. 리턴하고 싶은 데이터 타입의 포인터를 받아와야 하는데 이미 void * 이기 때문에 이중 포인터 타입으로 받게 되는 것이다. exit 함수는 현재 쓰레드를 종료시키는 functioin이다. 그냥 exit하고 어떤 점이 다를까? pthread_exit은 쓰래드 하나를 종료시키는 함수이고 그냥 exit은 해당 프로세스를 종료시키는 함수이다. 

 

Example

sum은 전역 변수이고 모든 쓰레드에서 공유하기 위함이다. runner라는 프로토 타입이 void *이고 이 함수가 쓰레드의 시작점을 받아줄 함수가 된다. 처음 atoi함수를 통해서 string을 Integer로 변환을 해주게 된다. 1부터 upper까지 다 더하게 되는 과정을 진행한다. pthread_exit을 하게 되는데 return NULL을 해도 될 것 같다. pthread_t_tid는 TID를 받기 위한 변수. pthread_join을 넣지 않으면 sum 이 계산되기 전에 출력될 확률이 높아진다. 

 

Windows Threads

CreateThread Structure안에 ipStartAddress가 있는데 새로 생기게 되는 Thread의 시작 주소를 저장할 수 있다. ipParamter는 LpStartAddress의 파라미터로 사용이 되고 LpThreadID는 만들어진 TID가 저장되는 변수이다. WaitForSingleObject..? 쓰레드를 기다릴때와 프로세스를 기다릴 때도 사용을 한다. 

CloseHandle도 Thread Exit을 할 때 사용이 된다. 이 함수..! 중요하다. 쓰레드가 종료된 이후에도 할당된 자원이 어딘가에 남아있게 된다. Thread가 끝났다고 하더라도 CloseHandle을 꼭 해줘야 한다. CreateThread를 만들 때마다 ColseHandle을 써놓고 시작을 해야 한다. (꼭 기억할 것!!!!!!!!!)

 

 

Windows Multithreaded C Program

Window에서 Thread를 만드는 과정

 

Java Thread

Thread Class를 상속받는다. 간단하지만 단점이 하나 존재한다. Child는 딱 하나의 Parent만 가져야 하고 그때 제한적인 사항이 존재할 수 있게 된다. 다른 방식은 Runnable Interface를 구현하는 것이다. Public Interface Runnable의 Body가 없을 때 abstract이고 이를 상속받는 함수가 이를 구현하게 된다.

 

Java Thread using Thread Class

Thread를 상속받고 run이라는 함수를 Overload하게 된다. PrimeThread를 new 를 통해서 객체를 만들고 p.start()를 하게 되면 run 메소드부터 시작하게 된다.  p.start()를 하면 새로운 Thread를 사용하고 run()을 하면 기존의 Thread를 사용하지 않게 된다. run을 하면 기존의 single Thread를 그래도 유지하게 된다.

 

Java Thread using Running Interface

PrimeRun의 오브젝트를 만들고 new Thread(p)를 만들고 start를 해줘야 한다. implements Runnable을 했을때 좋은 점은 PrimeRun이 다른 Parent CLass를 상속받을 수 있다는 것이다.

 

Java Multithreaded Program

 

Java Multithreaded Program

new Thread(new Summation(())로 Thread를 만들고 start()를 하게 된다. 이런식으로 Thread를 사용하게 된다. 

 

 

HW4

2번

child에서 4개만 돌리지 말고 빈 String을 만나면 LOOP를 탈출하도록 구현해라

그리고 unlink를 해서 해제하게 된다.

3번

3번째의 값을 넣는 순간부터 첫 번째 넣었던 값들을 출력하는 것이다.

4번째의 값을 넣으면 2 번째의 값을 출력한다. 이런식으로 2칸 차이를 주면서 출력을 하게 한다.

User가 ESC(27번)를 누르게 되면 Producer Terminate를 하고 남아있는 2개의 Key를 마저 뽑아서 출력해주게 된다.

Shared Memory를 사용하고 싶을 때 컴파일 시 -lrt를 넣어줘야 한다.

 

그안에 있는 값들이 3개 아래인 경우 기다려라라는 명령어를 넣게 된다. getCount를 통해서 기다리게 하는 기능을 구현할 수 있다. out = out + 1의 방법은 별도의 함수로 구현을 할 것이다. wait의 의미는 함수를 따로 사용하라는 것이 아니라 while로 구현하라는 의미. 

 

KeyBuffer 구현

GetKeyCount는 in out을 통해서 현재 몇 개의 key 가 있는지를 구현하면 된다. 몇 개의 예외처리 필요

한 두줄이면 다 끝나는 함수들

 

Consumer에서 wait은 while loop 사용