C多线程wordcount程序分段错误问题

Question

几个月来，我一直在为这个程序绞尽脑汁。这是我上学期上的一门课的作业，虽然我通过了，但我永远无法正确地完成这门课（Seg Fault）。我欢迎任何帮助或提示，但我非常感谢您的解释和答案。

这个程序应该接收一个包含文件名列表的文件名（我的例子是 240）。这些文件位于与列表和程序相同的目录中的文件夹中。该程序应该获取此列表并将其解析为 4 个线程，为每个线程平均拆分文件名（对于我的示例，每个线程 60 个）。然后每个线程获取 60 个文件名的列表，并一个一个地打开每个文件，对每个文件执行 WordCount 函数。一旦线程完成他们的任务，他们应该按顺序打印每个文件的结果，每个线程在它自己的块中（即线程1结果|线程2结果|线程3结果，等等......）。

我已经调试了很多，并且知道在创建线程之前，一切都按预期工作。我的问题似乎是在线程启动/执行期间。我尝试将互斥锁添加到混合中，但遗憾的是它没有帮助。当我的一些同学向我展示了他们更紧凑的代码时，我似乎遗漏了一些东西或过度思考了一些东西。请协助。谢谢！

这里是主要的：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define MaxLine 200
#define NUMTHREADS 4

char Line[MaxLine];
pthread_mutex_t Lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

typedef struct thread {
    int id;
    char file;
}ThreadData;

/* ThreadFunction will give each thread its processes to execute */
 void *threadFunc (void *td) {
    ThreadData *data = (ThreadData*)td;
    int thread_num=data->id;
    char filename=data->file;
    printf("thread debug tid: %d and file: %c",thread_num, filename);
    pthread_mutex_trylock(&Lock);
    FILE *fn = fopen(filename, "r");
    if (fn == NULL) {
        error("ERROR: Opening file");
        return 1;
    }
    while (fgets(Line, sizeof(Line), fn) != NULL) {
        CountWord(thread_num, Line);
    }
    fclose(fn);
    free(data);
    pthread_mutex_unlock(&Lock);
    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    char buf[20];
    int c, i, t, tnum, QUEUETOTAL;
    pthread_t thread[NUMTHREADS];
    ThreadData td[NUMTHREADS];

    if (argc != 2){
        fprintf(stderr,"ERROR: Usage must be Countfile filename\n", argv[0]);
        exit(0);
    }
    char const* const filename = argv[1];
    FILE* file = fopen(filename, "r");
    if ( file == 0 ){
        printf( "Could not open file!\n" );
        exit(0);
    }

    /* Count iterations of while loop to divide files among threads. */
    while (fgets(Line, sizeof(Line), file)){
        QUEUETOTAL++;
    }

    /* Divide work for threads. */
    int thread2taskstart=(QUEUETOTAL/NUMTHREADS); //60
    int thread3taskstart=(QUEUETOTAL/NUMTHREADS)*2; //120
    int thread4taskstart=(QUEUETOTAL/NUMTHREADS)*3; //180
    // QUEUETOTAL = 240

    rewind(file);
    FILE *tempfile1  = fopen("temp1.txt","w");
    for (i=0; i<thread2taskstart; i++) {
        // populate tempfile1 with entries 1-60
        if(fgets(Line,sizeof(Line),file)!=NULL) {
            fputs(Line,tempfile1);
            //printf("Debug temp1: %s",Line);
        }
    }
    fclose(tempfile1);
    FILE *tempfile2  = fopen("temp2.txt","w");
    for (i=thread2taskstart; i<thread3taskstart; i++) {
        // populate tempfile2 with entries 60-120
        if(fgets(Line,sizeof(Line),file)!=NULL) {
            fputs(Line,tempfile2);
            //printf("Debug temp2: %s",Line);
        }
    }
    fclose(tempfile2);
    FILE *tempfile3  = fopen("temp3.txt","w");
    for (i=thread3taskstart; i<thread4taskstart; i++) {
        // populate tempfile3 with entries 120-180
        if(fgets(Line,sizeof(Line),file)!=NULL) {
            fputs(Line,tempfile3);
            //printf("Debug temp3: %s",Line);
        }
    }
    fclose(tempfile3);
    FILE *tempfile4  = fopen("temp4.txt","w");
    for (i=thread4taskstart; i<=QUEUETOTAL; i++) {
        // populate tempfile3 with entries 180-240
        if(fgets(Line,sizeof(Line),file)!=NULL) {
            fputs(Line,tempfile4);
            //printf("Debug temp4: %s",Line);
        }
    }
    fclose(tempfile4);
    fclose(file);

    /* Prepare parameters & launch (4) threads.  Wait for threads
    to finish & print out results as specified in assignment. */
    printf("Counting files …\n");

    for(t=0;t<NUMTHREADS;t++){
        tnum=t+1;
        snprintf(buf, "temp%d.txt", tnum);
        printf("debug tnum and array: %d and %s\n",tnum, buf);
        td[t].id = tnum;
        td[t].file = buf;
        // Creates a new thread for each temp file.
        pthread_create(&thread[t], NULL, threadFunc, td);
    }
    // Joins threads.
    printf("debug: printing threads \n");
    for(t=0;t<NUMTHREADS;t++){
    pthread_join(thread[t], NULL);
    printf("-------------------------  Processes finished for Thread %d  ----------------------- \n",t+1);
    }
    return 0;
}

这里是计数函数：

#include <stdio.h>

int CountWord(int tinfo, char cfile){
    int i;
    int ccount = 0;
    int wcount = 0;
    int lcount = 0;
    FILE *fname;
    char fn[strlen(cfile) + 18];
    sprintf(fn, "./CountingFolder/%s", cfile);
    printf("Debug: %s\n", fn);
    fname = fopen(fn, "r");
    if (fname == NULL) {
        error("ERROR: Opening file");
    }
    while ((i = fgetc(fname)) != EOF){
        if (i == '\n') {
            lcount++;
        }
        if (i == '\t' || i == ' '){
            wcount++;
        }
        ccount++;
    }
    printf("Threadid %d processes %s which has %d characters, %d words and %d lines\n", tinfo, cfile, ccount, wcount, lcount);
    fclose(fname);
    return 0;
}

Answer 1

在您的代码中

snprintf(buf, "temp%d.txt", tnum);
printf("debug tnum and array: %d and %s\n",tnum, buf);
td[t].id = tnum;
td[t].file = buf;

最后一行分配了一个指向该结构的file 字段的指针

typedef struct thread {
    int id;
    char file;
}ThreadData;

不应该是char *file; 吗？我在 MSVC 中没有 thread.h，所以我无法编译它。您确定启用了所有警告吗？？

Answer 2

1) 可能是错字。但是

int CountWord(int tinfo, char cfile){ .. }

应该是

int CountWord(int tinfo, char *cfile){ .. }

2) 您将相同的buf 传递给来自main() 的所有线程。数据竞争和未定义的行为。

3) 没有一个snprintf() 调用采用size 参数。未定义的行为。

4) 由于所有线程都处理不同的数据，因此您根本不需要锁。

5) 你没有分配td 数组。所以不能在线程函数中调用free(data);。未定义的行为。

代码可能存在更多问题，但段错误可能是由于 (3) 或 (5)。