302 lines
12 KiB
C
302 lines
12 KiB
C
// threads_var12.c
|
||
// Лабораторная №7: многопоточное программирование. [file:22]
|
||
// Вариант 12: "Заменить на пробелы все символы, совпадающие с первым символом в строке, кроме первого". [file:22]
|
||
// Для каждого входного файла создаётся отдельный поток, который выполняет обработку. [file:22]
|
||
|
||
#include <stdio.h> // printf, fprintf, perror
|
||
#include <stdlib.h> // exit, EXIT_FAILURE, strtol
|
||
#include <string.h> // strlen, strerror, memset
|
||
#include <errno.h> // errno
|
||
#include <unistd.h> // read, write, close
|
||
#include <fcntl.h> // open, O_RDONLY, O_WRONLY, O_CREAT, O_TRUNC
|
||
#include <sys/stat.h> // режимы доступа к файлам
|
||
#include <pthread.h> // pthread_t, pthread_create, pthread_join, pthread_mutex_t [file:21]
|
||
|
||
#define RBUFSZ 4096 // Размер буфера чтения. [file:73]
|
||
#define WBUFSZ 4096 // Размер буфера записи. [file:73]
|
||
#define MAX_THREADS 100 // Ограничение на количество потоков. [file:22]
|
||
|
||
// Структура для параметров потока: имена файлов и лимит замен. [file:22]
|
||
typedef struct {
|
||
const char *input_path; // Имя входного файла. [file:72]
|
||
const char *output_path; // Имя выходного файла. [file:72]
|
||
long long max_repl; // Максимальное количество замен для данного файла. [file:73]
|
||
int thread_index; // Индекс потока для логирования. [file:22]
|
||
int result; // Код завершения потока (0 или -1). [file:22]
|
||
} ThreadTask;
|
||
|
||
// Глобальный мьютекс для синхронизации вывода в терминал. [file:22]
|
||
static pthread_mutex_t log_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
|
||
|
||
// Потокобезопасная функция вывода сообщений об ошибках. [file:73]
|
||
static void die_perror_thread(const char *what,
|
||
const char *path,
|
||
int exit_code) {
|
||
int saved = errno; // Сохраняем errno, чтобы не потерять код ошибки. [file:73]
|
||
char msg[512]; // Локальный буфер для сообщения. [file:73]
|
||
|
||
if (path) {
|
||
snprintf(msg, sizeof(msg),
|
||
"%s: %s: %s\n", what, path, strerror(saved));
|
||
} else {
|
||
snprintf(msg, sizeof(msg),
|
||
"%s: %s\n", what, strerror(saved));
|
||
}
|
||
|
||
pthread_mutex_lock(&log_mutex); // Захватываем мьютекс для безопасного вывода. [file:22]
|
||
write(STDERR_FILENO, msg, strlen(msg)); // Пишем сообщение в stderr. [file:73]
|
||
pthread_mutex_unlock(&log_mutex); // Освобождаем мьютекс. [file:22]
|
||
|
||
(void) exit_code; // В потоке не выходим из процесса, код возврата ставится в структуре. [file:22]
|
||
}
|
||
|
||
// Разбор положительного long long из строки. [file:73]
|
||
static long long parse_ll(const char *s) {
|
||
char *end = NULL;
|
||
errno = 0;
|
||
long long v = strtoll(s, &end, 10); // Преобразование строки в 64-битное целое. [file:73]
|
||
if (errno != 0 || end == s || *end != '\0' || v < 0) {
|
||
errno = EINVAL;
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
return v;
|
||
}
|
||
|
||
// Функция, реализующая функциональность ЛР2 для одного файла. [file:73]
|
||
static int process_file_variant12(const char *in_path,
|
||
const char *out_path,
|
||
long long cap) {
|
||
int in_fd = open(in_path, O_RDONLY); // Открываем входной файл для чтения. [file:73]
|
||
if (in_fd < 0) {
|
||
die_perror_thread("open input failed", in_path, -1);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
mode_t perms = S_IRUSR | S_IWUSR |
|
||
S_IRGRP | S_IWGRP |
|
||
S_IROTH | S_IWOTH; // rw-rw-rw-. [file:73]
|
||
|
||
int out_fd = open(out_path,
|
||
O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC,
|
||
perms); // Создаём/очищаем выходной файл. [file:73]
|
||
if (out_fd < 0) {
|
||
die_perror_thread("open output failed", out_path, -1);
|
||
close(in_fd);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
char rbuf[RBUFSZ]; // Буфер для чтения. [file:73]
|
||
char wbuf[WBUFSZ]; // Буфер для записи. [file:73]
|
||
size_t wlen = 0; // Текущая длина буфера записи. [file:73]
|
||
|
||
long long total_replacements = 0; // Общее число замен по всему файлу. [file:73]
|
||
|
||
int at_line_start = 1; // Флаг: в начале строки. [file:73]
|
||
unsigned char line_key = 0; // Первый символ текущей строки. [file:73]
|
||
|
||
for (;;) {
|
||
ssize_t n = read(in_fd, rbuf, sizeof(rbuf)); // Читаем блок из файла. [file:73]
|
||
if (n > 0) {
|
||
for (ssize_t i = 0; i < n; i++) {
|
||
unsigned char c = (unsigned char) rbuf[i]; // Текущий символ. [file:73]
|
||
|
||
if (at_line_start) {
|
||
// Если это первый символ в строке. [file:73]
|
||
line_key = c; // Запоминаем его как ключ. [file:73]
|
||
at_line_start = 0; // Больше не начало строки. [file:73]
|
||
}
|
||
|
||
unsigned char outc = c; // По умолчанию символ не меняется. [file:73]
|
||
|
||
if (c == '\n') {
|
||
// Конец строки. [file:73]
|
||
at_line_start = 1; // Следующий символ будет началом новой строки. [file:73]
|
||
} else if (c == line_key) {
|
||
if (total_replacements < cap) {
|
||
outc = ' '; // Заменяем на пробел. [file:22]
|
||
total_replacements++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
if (wlen == sizeof(wbuf)) {
|
||
ssize_t wrote = write(out_fd, wbuf, wlen); // Сбрасываем буфер в файл. [file:73]
|
||
if (wrote < 0 || (size_t) wrote != wlen) {
|
||
die_perror_thread("write failed", out_path, -1);
|
||
close(in_fd);
|
||
close(out_fd);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
wlen = 0;
|
||
}
|
||
|
||
wbuf[wlen++] = (char) outc; // Добавляем символ в буфер записи. [file:73]
|
||
}
|
||
} else if (n == 0) {
|
||
if (wlen > 0) {
|
||
// Если остались несброшенные данные. [file:73]
|
||
ssize_t wrote = write(out_fd, wbuf, wlen);
|
||
if (wrote < 0 || (size_t) wrote != wlen) {
|
||
die_perror_thread("write failed", out_path, -1);
|
||
close(in_fd);
|
||
close(out_fd);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
wlen = 0;
|
||
}
|
||
break; // Достигнут конец файла. [file:73]
|
||
} else {
|
||
die_perror_thread("read failed", in_path, -1);
|
||
close(in_fd);
|
||
close(out_fd);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
if (close(in_fd) < 0) {
|
||
die_perror_thread("close input failed", in_path, -1);
|
||
close(out_fd);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
if (close(out_fd) < 0) {
|
||
die_perror_thread("close output failed", out_path, -1);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
pthread_mutex_lock(&log_mutex); // Печать числа замен в stdout под мьютексом. [file:22]
|
||
char res[64];
|
||
int m = snprintf(res, sizeof(res), "%lld\n", total_replacements);
|
||
if (m > 0) {
|
||
write(STDOUT_FILENO, res, (size_t) m);
|
||
}
|
||
pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
|
||
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
|
||
// Функция потока: обёртка над process_file_variant12. [file:22]
|
||
static void *thread_func(void *arg) {
|
||
ThreadTask *task = (ThreadTask *) arg;
|
||
|
||
pthread_mutex_lock(&log_mutex);
|
||
printf("[thread %d] start: %s -> %s, max_repl=%lld\n",
|
||
task->thread_index,
|
||
task->input_path,
|
||
task->output_path,
|
||
task->max_repl);
|
||
pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
|
||
|
||
int rc = process_file_variant12(task->input_path,
|
||
task->output_path,
|
||
task->max_repl);
|
||
|
||
task->result = rc;
|
||
|
||
pthread_mutex_lock(&log_mutex);
|
||
printf("[thread %d] finished with code %d\n",
|
||
task->thread_index,
|
||
task->result);
|
||
pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
|
||
|
||
return NULL;
|
||
}
|
||
|
||
static void print_usage(const char *progname) {
|
||
fprintf(stderr,
|
||
"Usage: %s <max_replacements> <input1> <output1> [<input2> <output2> ...]\n",
|
||
progname);
|
||
fprintf(stderr,
|
||
"Example: %s 100 in1.txt out1.txt in2.txt out2.txt\n",
|
||
progname);
|
||
}
|
||
|
||
// Головной поток: создаёт потоки, ждёт их завершения и выводит статистику. [file:22]
|
||
int main(int argc, char *argv[]) {
|
||
if (argc < 4 || ((argc - 2) % 2) != 0) {
|
||
fprintf(stderr,
|
||
"ERROR: Недостаточное или неверное количество аргументов\n");
|
||
print_usage(argv[0]);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
long long cap = parse_ll(argv[1]);
|
||
if (cap < 0) {
|
||
die_perror_thread("invalid max_replacements", argv[1], -1);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
int num_files = (argc - 2) / 2;
|
||
if (num_files > MAX_THREADS) {
|
||
fprintf(stderr,
|
||
"ERROR: Слишком много файлов (максимум %d пар)\n",
|
||
MAX_THREADS);
|
||
return -1;
|
||
}
|
||
|
||
printf("=== Многопоточная обработка, вариант 12 ===\n");
|
||
printf("Главный поток TID: %lu\n", (unsigned long) pthread_self());
|
||
printf("Максимум замен на файл: %lld\n", cap);
|
||
printf("Количество файловых пар: %d\n\n", num_files);
|
||
|
||
pthread_t threads[MAX_THREADS];
|
||
ThreadTask tasks[MAX_THREADS];
|
||
|
||
for (int i = 0; i < num_files; i++) {
|
||
const char *input_path = argv[2 + i * 2];
|
||
const char *output_path = argv[3 + i * 2];
|
||
|
||
tasks[i].input_path = input_path;
|
||
tasks[i].output_path = output_path;
|
||
tasks[i].max_repl = cap;
|
||
tasks[i].thread_index = i + 1;
|
||
tasks[i].result = -1;
|
||
|
||
int rc = pthread_create(&threads[i],
|
||
NULL,
|
||
thread_func,
|
||
&tasks[i]);
|
||
if (rc != 0) {
|
||
errno = rc;
|
||
die_perror_thread("pthread_create failed", NULL, -1);
|
||
tasks[i].result = -1;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
int success_count = 0;
|
||
int error_count = 0;
|
||
|
||
for (int i = 0; i < num_files; i++) {
|
||
if (!threads[i]) {
|
||
error_count++;
|
||
continue;
|
||
}
|
||
|
||
int rc = pthread_join(threads[i], NULL);
|
||
if (rc != 0) {
|
||
errno = rc;
|
||
die_perror_thread("pthread_join failed", NULL, -1);
|
||
error_count++;
|
||
continue;
|
||
}
|
||
|
||
if (tasks[i].result == 0) {
|
||
success_count++;
|
||
} else {
|
||
error_count++;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
printf("\n=== Итоговая статистика ===\n");
|
||
printf("Всего потоков: %d\n", num_files);
|
||
printf("Успешно завершено: %d\n", success_count);
|
||
printf("С ошибкой: %d\n", error_count);
|
||
|
||
if (error_count > 0) {
|
||
printf("\nОБЩИЙ СТАТУС: Завершено с ошибками\n");
|
||
return -1;
|
||
} else {
|
||
printf("\nОБЩИЙ СТАТУС: Все потоки завершены успешно\n");
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
}
|