Linux下多线程编程实现矩阵乘法

"该实验是关于操作系统的第二次实验，主要目标是理解线程的创建与执行，通过实现矩阵乘法来观察线程的并行处理。实验内容包括设计线程数据结构，创建矩阵，输入矩阵值，使用多线程进行矩阵乘法计算，并确保线程安全，最后释放内存资源。实验要求在Linux环境下使用多线程编程以提高计算效率。提供的源代码片段展示了如何定义线程结构体、线程执行函数以及主线程中的一些初始化操作。" 在操作系统中，线程是一种轻量级的进程，它共享同一地址空间，可以并发执行，从而提高系统资源利用率和程序执行效率。在这个实验中，我们重点探讨了如何利用线程来并行处理矩阵乘法这一计算密集型任务。 首先，实验要求设计线程数据结构。在这里，通过定义一个`Point`结构体，存储矩阵中的每个元素的行和列索引，结构体中的`x`和`y`分别对应矩阵中的行和列。`routine`函数则负责计算结构体对应的矩阵元素的值，这是通过遍历矩阵a的对应行和矩阵b的对应列来完成的。 接着，实验要求根据输入参数创建矩阵a、b和结果矩阵c，并分配相应的内存空间。用户需要输入两个矩阵的尺寸，然后程序会检查这两个矩阵是否能进行乘法运算（即矩阵a的列数是否等于矩阵b的行数）。如果满足条件，程序将为每个矩阵分配二维数组。 之后，实验利用多线程来并行计算矩阵乘法。每个矩阵元素的计算被分配到一个单独的线程中。在C++中，我们可以使用`pthread`库来创建和管理线程。`pthread_create`函数用于创建新线程，`pthread_join`函数使得主线程等待所有子线程执行完毕后再继续执行，这样可以确保所有计算完成后才输出结果矩阵c。 实验的最后部分是资源管理。在所有计算完成后，主线程需要释放之前分配的内存，防止内存泄漏。这通常通过遍历矩阵并逐个释放它们的每一行来完成，然后释放矩阵本身。 通过这个实验，学生不仅可以掌握线程的基本概念和使用方法，还能深入理解并行计算的优势，以及如何在实际编程中应用这些知识来提高程序性能。同时，实验也强调了线程同步的重要性，因为如果不正确地管理线程，可能会导致数据竞争和其他并发问题。