Bariera – jeden z najpowszechniejszych rodzajów synchronizacji wątków (procesów) w przetwarzaniu równoległym[1].
Istnieją gotowe biblioteki implementujące bariery np. pthread.h w standarzie POSIX[2]. Barierę można także zaimplementować ręczenie za pomocą muteksów[1].
Przykład
edytujPrzykład kodu w języku C, używający pthread.h do synchronizacji wątków za pomocą bariery,
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define LICZBA_WATKOW 3
// Deklaracja bariery
pthread_barrier_t bariera;
void* zadanie(void* id) {
long numer = (long)id;
printf("Wątek %ld: Rozpoczynam etap 1...\n", numer);
sleep(numer); // Symulacja pracy o różnym czasie trwania
printf("Wątek %ld: Dotarłem do bariery i czekam.\n", numer);
// Punkt synchronizacji - wątek zatrzymuje się tutaj,
// dopóki wszystkie wątki nie wywołają tej funkcji.
pthread_barrier_wait(&bariera);
printf("Wątek %ld: Przekroczyłem barierę, zaczynam etap 2.\n", numer);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t watki[LICZBA_WATKOW];
// Inicjalizacja bariery dla określonej liczby wątków
pthread_barrier_init(&bariera, NULL, LICZBA_WATKOW);
// Tworzenie wątków
for (long i = 0; i < LICZBA_WATKOW; i++) {
pthread_create(&watki[i], NULL, zadanie, (void*)i);
}
// Oczekiwanie na zakończenie wątków
for (int i = 0; i < LICZBA_WATKOW; i++) {
pthread_join(watki[i], NULL);
}
// Zwolnienie zasobów bariery
pthread_barrier_destroy(&bariera);
printf("Wszystkie wątki zakończyły pracę.\n");
return 0;
}
Przykładowy wynik powyższego programu:
Wątek 1: Rozpoczynam etap 1... Wątek 2: Rozpoczynam etap 1... Wątek 0: Rozpoczynam etap 1... Wątek 0: Dotarłem do bariery i czekam. Wątek 1: Dotarłem do bariery i czekam. Wątek 2: Dotarłem do bariery i czekam. Wątek 2: Przekroczyłem barierę, zaczynam etap 2. Wątek 0: Przekroczyłem barierę, zaczynam etap 2. Wątek 1: Przekroczyłem barierę, zaczynam etap 2. Wszystkie wątki zakończyły pracę.
W powyższym wyniku programu można wyróżnić 3 sekcje. Wątki rozpoczynają działanie, czekają aż wszystkie osiągną barierę i na koniec kończą działanie. Konkretny wynik instrukcji w każdej z sekcji może się różnić. Konkretna kolejność wewnątrz poszczególnych etapów zależy od schedulera w jądrze systemu operacyjnego[1][3].
Zobacz też
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ a b c Event Synchronization, www.sciencedirect.com, DOI: 10.1016/B978-0-12-803761-4.00006-X [dostęp 2026-05-03] (ang.).
- ↑ Using Barrier Synchronization (Multithreaded Programming Guide) [online], docs.oracle.com [dostęp 2026-05-03].
- ↑ BillWagner, Scheduling threads - .NET [online], learn.microsoft.com [dostęp 2026-05-03] (ang.).