Brunoarico / C_Posix_Basic_Examples

A little dummie examples using C-Posix

C_Posix_Basic_Examples

1. Makefile

Para os exemplos basta usar o comando make para compilar. O compilador utilizado é o gcc, basta tê-lo instalado na máquina.

2. Exemplos

sincronizacao.c

Este é um exemplo de implementação de um problema clássico de sincronização chamado "Produtor-Consumidor" usando semáforos em C com POSIX (Portable Operating System Interface) threads. Neste cenário, há um buffer compartilhado entre uma thread produtora e uma thread consumidora. A thread produtora insere itens no buffer, enquanto a thread consumidora retira itens do buffer. A sincronização é realizada usando semáforos para garantir que o produtor e o consumidor não acessem o buffer ao mesmo tempo. O buffer compartilhado é tambem um exemplo de implementação de uma possivel forma de trocar mensagens entre threads. Outro exemplo de possível forma seria por meio de variaveis atomicas, mas isso não é abordado neste exemplo.

Funcionamento

1. O buffer é definido com um tamanho fixo (BUFFER_SIZE).
2. Duas threads são criadas: uma thread produtora e uma thread consumidora.
3. A thread produtora gera números aleatórios (item) e os insere no buffer. Ela aguarda o semáforo empty (que representa espaços vazios no buffer) antes de inserir um item.
4. A thread consumidora retira itens do buffer e os imprime. Ela aguarda o semáforo full (que representa itens no buffer) antes de retirar um item.
5. O programa cria as threads produtora e consumidora usando a função pthread_create e espera que elas terminem usando a função pthread_join.
6. Os semáforos empty e full são inicializados com os valores apropriados (BUFFER_SIZE e 0, respectivamente) usando sem_init.
7. Após a conclusão das threads, os semáforos são destruídos usando sem_destroy.

race.c

Este programa cria duas threads (tid1 e tid2) que executam a função Count. A função Count realiza um loop onde uma variável tmp é atualizada com o valor atual de cnt, depois incrementa tmp e finalmente atualiza cnt com o valor de tmp.

Como não há sincronização adequada entre as threads para acessar e modificar a variável cnt, uma condição de corrida ocorre. Isso significa que as threads podem interferir umas nas outras, causando resultados inconsistentes.

Se a condição de corrida não ocorrer, o valor de cnt será igual a 2 * NITER (o dobro do número de iterações). No entanto, devido à falta de sincronização, é provável que ocorram resultados incorretos, e verá mensagens de erro ou sucesso baseadas na verificação do valor de cnt.

Nota: Este código é projetado para demonstrar um problema de condição de corrida

mutex.c

Este código é um exemplo de como o uso de mutex pode corrigir uma condição de corrida do codigo race.c. O problema original era que duas threads estavam acessando e modificando a variável cnt (uma seção crítica do código) ao mesmo tempo, causando resultados inconsistentes. O uso de mutex corrige esse problema, garantindo que apenas uma thread tenha acesso à variável cnt por vez.

1. A variável global cnt é compartilhada entre as duas threads tid1 e tid2, que executam a função Count.
2. Antes de acessar e modificar a variável cnt, cada thread bloqueia o mutex usando pthread_mutex_lock(&mutex).
3. Isso garante que apenas uma thread por vez tenha acesso à variável cnt.
4. Após modificar a variável cnt, a thread libera o mutex usando pthread_mutex_unlock(&mutex).
5. Dessa forma, apenas uma thread pode acessar e modificar a variável cnt por vez, evitando condições de corrida.

interrupcao.c

Este código demonstra como usar interrupções temporais (sinais SIGALRM) em C POSIX para agendar a execução de uma ação após um intervalo de tempo específico. Vamos dividir o código em partes para uma melhor compreensão.

1. A função principal começa definindo uma estrutura struct sigaction chamada sa. Nesta estrutura, o campo sa_handler é configurado para a função de tratamento alarm_handler, que será chamada quando o temporizador expirar. Os outros campos da estrutura são configurados para valores padrão.
2. A função sigaction é usada para configurar o tratador de sinal. Se houver um erro, a função perror exibirá uma mensagem de erro.
3. A função alarm é usada para definir um temporizador para 5 segundos. Quando esse tempo expirar, o sinal SIGALRM será gerado, o tratador alarm_handler será chamado e a mensagem será impressa.
4. O loop while(1) faz com que o programa aguarde indefinidamente até que o sinal SIGALRM seja recebido. Nesse ponto, a função alarm_handler é chamada, o que resulta na impressão da mensagem e no encerramento do programa.

Nota: Este exemplo demonstra o uso de interrupções temporais usando sinais SIGALRM. No entanto, perceba que o uso de while(1) para aguardar sinais pode não ser a melhor abordagem em cenários reais, pois resultaria em alto consumo de CPU.