linux多線程試驗報告

1、實驗八Linux多線程實驗報告撰寫人專業(yè)班級j學號姓名完成時間0 0 0 2,0 0 0 000 0 0實驗目的1、了解什么是多線程，熟悉LINUX的多線程機制；2、掌握利用信號處理Linux多線程的同步問題；3、掌握利用信號量處理Linux多線程的互斥問題；4、運用Linux多線程的同步機制和互斥機制實現(xiàn)生產(chǎn)者消費者的編程。二、實驗內容1. “生產(chǎn)者-消費者”問題如下：有一個有限緩沖區(qū)和兩個線程：生產(chǎn)者和消費者。他們分別不停地把產(chǎn)品放入緩沖區(qū)、從緩 沖區(qū)中拿走產(chǎn)品。一個生產(chǎn)者在緩沖區(qū)滿的時候必須等待，一個消費者在緩沖區(qū)空的時候也必須等待。另外，因為緩沖區(qū)是臨界資 源，所以生產(chǎn)者和消費者之間必

2、須互斥執(zhí)行。它們之間的關系如圖 1所示。現(xiàn)在要求使用共享內存來模擬有限緩沖區(qū),并且使用信 號量來解決“生產(chǎn)者-消費者”問題中的同步和互斥問題。生產(chǎn)者和消費者問題描述2.問題描述：假設有五位哲學家圍坐在一張圓形餐桌旁，做以下兩件事情之一：吃飯，或者思考。吃東西的時候，他們就停止思考，思考的時候也 停止吃東西。餐桌中間有一大碗意大利面，每兩個哲學家之間有一只餐叉。因為用一只餐叉很難吃到意大利面，所以假設哲學家必須用兩只餐叉吃東西。 他們只能使用自己左右手邊的那兩只餐叉。請用Linux線程編程解決。三、實驗過程與結果步驟一：編寫的文件操作過程 ra！mim m 在不 “譯錯誤一一-y -,一-解決1

3、_方法-r 1 HU IIj器中for 循環(huán)的用 法不太一 樣，在這 里最好不 要使用 for （inti=0 ；）最好 在外聲明 int i 在 for循環(huán) 里直接寫 i=0._.一:6 unSn scnvn su;/sen union .用于初jfi化信號量：T */:a struct mbuffer凈£：0tnthead;,1tnttail;2 char £tMAXUFFER SIZE;tntnu伸二/螳源區(qū)里字母數(shù)*;14 tntts_empty;15 Lnst tnt M CQW5UHER =燈揖箜者數(shù)量Tconst tnt N_PRODUCER = 2；/? 數(shù)

4、量<B const tnt N二BUFF ER ="；繾沖區(qū)容IS const 5t N MORKTIHE 工露”工作次數(shù)10 tnt shn_id = -1;，1 tnt sen_id = -1；i2 Did t child;，3 pid_tL4 "覆到工。以內的一個隨機數(shù),5 tnt get_rndom() -步驟二：編譯代碼并且運行代碼I Lnuj(buntu04'vn:*/iMorkdtrS qcc produce1 r _t ustoneri»c *o custoper -Ipthread ltnuxgutiuntu64-vn:*/work

5、dtr$ ,/customer步驟三：運行完畢后，顯示以下代碼：生產(chǎn)者消費者先后生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及取出數(shù)據(jù)，此程序中設置了兩個消費者兩個生產(chǎn)i者，交替進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)消費數(shù)據(jù)。我是第J個生產(chǎn)者道程，PID = 332J執(zhí)行時間；Hud Apr 24 19：5e：47 2619凌博區(qū)數(shù)據(jù)（3個）：LLL生產(chǎn)有1放入L我是第1個消費者進程, P】口 = 332S執(zhí)行時間：Ned Apr 24 19; 5譏 52 2019緩沖區(qū)數(shù)據(jù)（2） ： LL 消費者1取出,U.我是第2個生產(chǎn)者進科, PID - 3 3Z4執(zhí)行時間：Wed Apr 74 n：5D：59 7019緩沖區(qū)數(shù)據(jù) 仃個）：FLL生產(chǎn)者2放入-F

6、卜 H 4 il-S B J, s a_* d ill I -i !實步驟一：驗編寫的文件我是第2個消費者進程r PID = 3 376執(zhí)行時間；Wed Apr " 19：5L（M 2019族沖區(qū)數(shù)據(jù)C個）：FL 消黃老？取出L 我是第1個牛產(chǎn)者進程.PID = 3323執(zhí)行忖I司：口式 Apr 24 19 : 51® 2019痍沖區(qū)敢據(jù)（3個）：QFL 生產(chǎn)者1放入 Q'.tideftn? N 5“督學充我ITSdeftne LEFTadeftne n：lGHT(.t)define HUM用丫U"饑戰(zhàn)toe THINKIMCi。思考MTIMGU_5EOH

7、DiBfrffoea /i門在手邊區(qū)學花展號 打右手邊哲家號邸In 匚 tude<pthread th> , In 匚 11Mde1M手 cmpho r u 卜 人 .Winclyde<tirie.h>nt*x; 互斥事tot -.tarerul；"記錄每個昔學家狀態(tài)"駕個斯學家的同年時間,蹤事時幀，思考開澗向，屹依開的啊clcc!ls_t thinking tiRefN eating_tliE N B start eatLng_tlLr*ErN' start thlnkingtime"線程的數(shù)void *thread_fuinct

8、tOin(¥otd *arg);tnt iMitnOP"thread_ni&rteK_init(fiiflutexkULL);步驟二：編譯代碼并且運行代碼suffer_max-5Gltnuxgubuntu64-vm;/workdtrS cc philosopher,c -o phll -LpthreadLinuubuntu647m»/wokdt$ Jphtl步驟三:0 0 0 9 20 2 0 3 20 10 0 2!0 12 9 2縉0 12 9 1E士 t-2 12 0 12 113 1!i-2 112 1iI1112 1-:二-11111二 t _1

9、 e 1 1 1!i'''12 111ii- 112 0 111縉- - - 1-12 0 10工；：t -12 0 12i-r-6 2 0 12Ii部 0 2 0 11.番Q 1 0 1 1 - ,:-2 10 11i-. -1 -2 12 11Ii2 12 0 1繾 ,112 0 1實驗一：11!*1#include <>11#include <>!i 實 #include <>1 iI1驗 #include <>代 j#include <sys/>!碼 |#include <sys/>1 小1

10、1#include <sys/>|#include <sys/>ii上#define MAX_BUFFER_SIZE 101 ;，#define SHM_MODE 0600#define SEM_MODE 0600# define SEM_FULL 0# define SEM_EMPTY 1# define MUTEX 2/*# if defined(_GNU_LIBRARY_) && !defined(_SEM_SEMUN_UNDEFINED) n", i + 1, c);fflush(stdout); sigSem(sem_id, MUTE

11、X); sigSem(sem_id, SEM_FULL);一 一n", i + 1, lt);fflush(stdout);sigSem(sem_id,MUTEX); sigSem(sem_id,SEM_EMPTY); /將共享段與進程之間解除連接 shmdt(shmptr);exit(0);/主進程最后退出while (wait(0) != -1);/將共享段與進程之間解除連接shmdt(shmptr);/對共享內存區(qū)執(zhí)行控制操作shmctl(shm_id,IPC_RMID,0);/ 當 cmd為 IPC_RMID9,刪除該共享段shmctl(sem_id,IPC_RMID,0);

12、printf(" 主進程運行結束！ n");fflush(stdout);exit(0);return 0;實驗二：#include<sys/>#include<>#include<>#include<>#include<>#include<>#include<># define N 5 / 哲學家數(shù)量# define LEFT(i) (i+N-1)%N /左手邊哲學家編號# define RIGHT(i) (i+1)%N /右手邊哲家編號# define HUNGRY 0/饑餓# defi

13、ne THINKING 1/思考# define EATING 2/吃飯rii#de巾ne U_SECOND 1000000 /1 秒對應的微秒數(shù)pthread_mutex_t mutex; / 互斥量int stateN; /記錄每個哲學家狀態(tài)/每個哲學家的思考時間，吃飯時間，思考開始時間，吃飯開始時間clock_t thinking_timeN, eating_timeN, start_eating_timeN, start_thinking_timeN;7線程而雙void *thread_function(void *arg);int main()pthread_mutex_init(&

14、amp;mutex, NULL);»Ipthread_t a,b,c,d,e;/為得一個哲學家開啟一個線程，傳遞哲學家編號pthread_create(&a,NULL,thread_function,"0");pthread_create(&b,NULL,thread_function,"1");pthread_create(&c,NULL,thread_function,"2");pthread_create(&d,NULL,thread_function,"3");pt

15、hread_create(&e,NULL,thread_function,"4");/初質化隨機數(shù)種子一srand(unsigned int)(time(NULL);while(1) ;void *thread_function(void *arg) ichar *a = (char *)arg;| int num = a0 - '0' /根據(jù)傳遞參數(shù)獲取哲學家編號int rand_time;while(1) (i !/ 關鍵代碼加鎖！pthread_mutex_lock(&mutex);! i/加果該自學家處于饑餓并且左右兩位哲學家都沒有在

16、吃飯就i|拿起叉子吃飯if(statenum= HUNGRY&& stateLEFT(num) != EATING &&stateRIGHT(num) != EATING) r (statenum = EATING;i start_eating_timenum = clock(); /記錄開始吃飯時間!Ieating_timenum = (rand() % 5 + 5) * U_SECOND; /隨機生!1成吃飯時間一一1!/輸出狀態(tài)!p printf("state: %d %d %d %d %dn",state0,state1,state2

17、,state3,stat| e4);|/printf("%d is eatingn",num);II!else if(statenum = EATING)(|/吃飯時間已到，開始思考if(clock()- start_eating_timenum >= eating_timenum)/i11 j1_ statenum = THINKING; /printf("%d is thinkingn",num);printf("state: %d %d %d %d %dn",state0,state1,state2,state3,stat

18、 e4);start_thinking_timenum 一 clock(); /記錄開始思考時問一一thinking_timenum = (rand() % 10 + 10) * U_SECOND; /隨機生成思考時間)else if(statenum = THINKING)(/思考一定時間后，哲學家餓了，需要吃飯if(clock()-start thinking timenum>= 一 一thinking timenum)一 statenum = HUNGRY;printf("state: %d %d %d %d %dn",state0,state1,state2,state3,st