實(shí)驗(yàn)四,同步與互斥,Linux實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)四,同步與互斥,linux實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)四 四 同步與互斥 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康门c要求】 1、掌握進(jìn)程(線程)得同步與互斥。 2、掌握生產(chǎn)者消費(fèi)者問題得實(shí)現(xiàn)方法。 、掌握多線程編程方法。 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問題 1、有一個倉庫，生產(chǎn)者負(fù)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品，并放入倉庫,消費(fèi)者會從倉庫中拿走產(chǎn)品(消費(fèi)）。 、倉庫中每次只能入一個（生產(chǎn)者或消費(fèi)者）. 3、倉庫中可存放產(chǎn)品得數(shù)量最多 1個，當(dāng)倉庫放滿時，生產(chǎn)者不能再放入產(chǎn)品。 4、當(dāng)倉庫空時，消費(fèi)者不能從中取出產(chǎn)品。 5、生產(chǎn)、消費(fèi)速度不同。 【實(shí)驗(yàn)原理】 1、 信號量 mu提供對緩沖池訪問得互斥要求并初始化為 1,信號量 ety與 full 分別用來

2、表示空緩沖項(xiàng)與滿緩沖項(xiàng)得個數(shù)，信號量 empy 初始化為 n，信號量 fll 初始化為。 2、定義如下結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù): 定義緩沖區(qū)內(nèi)得數(shù)據(jù)類型:typeef in bfferem; 緩沖區(qū) ：ufferitem brbfrsie； 對緩沖區(qū)操作得變量:n n,ot； 信號量 mtex 提供了對緩沖池訪問得互斥要求:pthredmuext utex； 信號量 empty 與 full 分別表示空緩沖頂與滿緩沖頂?shù)脗€數(shù)：smt empty,fl； 可以設(shè)定生產(chǎn)者得生產(chǎn)速度及消費(fèi)者得消費(fèi)速度 ：nt poe,cnspeed; 對緩沖區(qū)操作得自增函數(shù)：#define n（k) if （k < buf

3、fersz) k k+1；ese k=0 3、并定義了如下實(shí)現(xiàn)問題得函數(shù)模塊: 將生產(chǎn)得產(chǎn)品放入緩沖區(qū)： int insertm(bufferite tem) 從緩沖區(qū)內(nèi)移走一個產(chǎn)品： i remoetm(buffeite *ite） 生產(chǎn)者進(jìn)程 ：void roducer(oid parm) 消費(fèi)者進(jìn)程：vid *consumer（voi parm） 生產(chǎn)者結(jié)構(gòu)進(jìn)程 消費(fèi)者結(jié)構(gòu)進(jìn)程 【程序代碼】 /s、 #inlestdio、h includestdlib、 #inclde buferitm te； int um 0； whie（1) slep（nd（）（16oseed）; prtf(”*第

4、%d 次生產(chǎn)*n,+num)； prtf（”*等待 empy 信號*)； semwait(empty); print(*等待解鎖*n)； phreadmutexlock（&mt)； pintf(”*上鎖，準(zhǔn)備生產(chǎn)n"）; em = rnd(）%100； pin("*生產(chǎn)產(chǎn)品d*n,item)； nseriem(it）; rintf(”*解鎖*n）； pin(*第d 次生產(chǎn)結(jié)束*n，nu）； pthreadutexunoc（utex); sepot（u）； void cosmer（vod param） /消費(fèi)者進(jìn)程 buffrie item； t n = 0； wil

5、e(1) sleep（ad（）(1coseed)； prtf(*第d 次消費(fèi)*n,+nu)； prnt（"*等待 ful信號*"); swait（full）; prntf（"*等待解鎖*n”）； thremutexlock(&mutex）； prnf（*上鎖，準(zhǔn)備消費(fèi)*n)； emovit（ie）； thramtxunloc（mtex）； empo（epy); pinf("*消費(fèi)產(chǎn)品d*n”，itm）； rint（"*解鎖*n”)； pritf(”*第次消費(fèi)結(jié)束*nn，nu）; in mai（）/主函數(shù) phreadt id，tid2;

6、 thradttrt ttr1，atr2; sran（tim（null）); thedmxint(muex,nul)；/初始化 mini（&empty，0，fesie)； semnt（ll，0,）; in=0； t=0; prntf("*”）； rtf("*開始！*"）； pritf(”*"）； prinf（"生產(chǎn)者速度（1-1）：n")； af（",&prsd)； printf（"消費(fèi)者速度（1-1）:n”)； scanf（，onspeed）； treattrinit（&attr1）； p

7、trdcate（td,attr1，producer，ull); pthedttinit(&attr2）； threaceat(td2,atr，consumer,null）； lep（100); printf（*程序 over*n）； rtrn 0； 【實(shí)驗(yàn)步驟】 編寫程序代碼 gedt sx、，再對代碼進(jìn)行編譯 g sx、c sx ptread，編譯無錯誤,進(jìn)行運(yùn)行、/sx,根據(jù)提示要求進(jìn)行填寫生產(chǎn)者與消費(fèi)速度，觀察消費(fèi)者與生產(chǎn)者進(jìn)程。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】 【實(shí)驗(yàn)體會】 1、linux 中生成線程方法： 第一種方式就是用 pthread 庫來實(shí)現(xiàn)得，就是在用戶程序本身中實(shí)現(xiàn)線程，這實(shí)際上就是

8、對線程得一種模擬,線程之間得切換與調(diào)度就是在用戶得進(jìn)程內(nèi)部進(jìn)行得，這種方式就被稱為用戶空間得線程. 這種線程得好處就是實(shí)現(xiàn)非常簡單，性能也非常好，因?yàn)榫€程之間得切換都在用戶進(jìn)程內(nèi)部進(jìn)行，切換開銷比擬小.缺點(diǎn)也非常明顯，首先就就是不能充分利用高端系統(tǒng)得p 多處理器得優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橐粋€進(jìn)程只能由一個處理器處理，第二點(diǎn)由于用戶空間就是在用戶空間切換,某個線程遇到一個需要阻塞得系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)而就會造成這個進(jìn)程被阻塞，因而所有線程被阻塞。 第二種方式就是通過修改良程得實(shí)現(xiàn)方式來完成,可以使用不完全得進(jìn)程創(chuàng)立方式創(chuàng)立共享數(shù)據(jù)空間得進(jìn)程,在 linux 下這種系統(tǒng)調(diào)用為 clo（）. 2、tra生成線程: posix hd 簡稱為had，posix線程就是 posix 標(biāo)準(zhǔn)線程該標(biāo)準(zhǔn)定義內(nèi)部 api 創(chuàng)立與操縱線程。 數(shù)據(jù)類型 thrad: 線程句柄 heaatt： 線程屬性 線程操縱函數(shù)（省略參數(shù)): pthredcrae（）:創(chuàng)立一個線程 pthredexit（)：終止當(dāng)前線程 pthradccel()：中斷另外一個線程得運(yùn)行 pheadjoin(）:阻塞當(dāng)前得線程，直到另外一個線程運(yùn)行結(jié)束 phredtint(）:初始化線程得屬性 tadattrstd