試驗七線程的同步與互斥

1、操作系統(tǒng) 實驗七 學號：姓名：實驗七 線程的同步與互斥一.實驗目的：線程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中的重要概念之一。引入線程后，操作系統(tǒng)分配資源還是以進程為單位，但處理機卻不再以進程，而是以線程為單位進行分配。引入線程后，不但能有效提高系統(tǒng)中程序的并發(fā)道數(shù)，而且還能減少系統(tǒng)并發(fā)操作帶來 的切換開銷。我們知道，為了對并發(fā)的線程(進程)進行同步與互斥，各種操作系統(tǒng)都相繼 添加了對互斥體、信號量機制的支持。通過該實驗，體會線程的同步與互斥，并進一步理解臨界資源的互斥訪問、信號量的使用方法等，從而體會操作系統(tǒng)對線程(進程)的同步、互斥的處理能力。二.實驗要求：在老師的指導下完成實驗。要求寫出實驗的具體步驟，給出實

2、驗結果，解釋實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象。三.實驗題目：.建立兩個飛機售票點，用線程shopl和shop2表示它們。Shopl、shop2各自進行自己的 售票活動(即它們的售票活動是并發(fā)的)。假如一趟班機有座位200個，所能售的飛機票標號應為200, 199, 198,，1。在該實驗中，先讓兩個售票點各自不加控制地進行獨立售票，則可能會發(fā)生與實際不相符的混亂情況，甚至還可能售出標號為0的票。請在Visual C+下用代碼實現(xiàn)該實驗，想一想，得出這樣的實驗結果是為什么？程序代碼如下：#include#includeDWORD WINAPI Shop1();DWORD WINAPI Shop2();int t

3、ickets=200;/ 有200張飛機票待售int main()/開啟兩個線程開始售票HANDLEhThread1=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop1,NULL,0,NULL);HANDLEhThread2=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop2,NULL,0,NULL);Sleep(10000);CloseHandle(hThread1);CloseHandle(hThread2);Sleep(1000);return 0;/定義售票點1DWORD WINAPI Sh

4、op1()while(1)if(tickets0)Sleep(1);printf(Shop1 is selling a ticket:%dn.n,tickets);tickets-;操作系統(tǒng)實驗七 學號：姓名：)elsereturn 0;)/定義售票點2DWORD WINAPI Shop2()while(1)if(tickets0)Sleep(1);printf(Shop2 is selling a ticket:%dn.n,tickets); tickets-;)elsereturn 0;)實驗結果如下:Shupi iiiSiop2 isShopl isShop2 isSJ)op2 isSh

5、opl isShop2Shupl isShopZ isEhnpl isShnp2 isShopl iscelling a sellingf a selling a celling a celling 通 selling a ellifig a celling a selling a selling a selling a celling aticketticket -10ticket:號ticket ： 7ticket ： 7ticket：7ticket：&ticket：5ticket t4ticket： 3ticket ：2ticket ： 1實驗現(xiàn)象分析：為了完成售票任務建立了兩個售票點作

6、為進程，線程售票點1開啟售某一張固定的票時，由于并發(fā)控制，售票點2也會檢測到該張票，導致兩個售票點賣出了同一張票， 這在實際操作中是不應該發(fā)生的問題，由此引發(fā)了第二種方案，對其采用臨界區(qū)加以控制操作系統(tǒng) 實驗七 學號：姓名：.針對上面兩個售票點shopl、shop2的售票活動，我們通過一個臨界區(qū)加以控制，使得售出的票不會有不符合實際的票號出現(xiàn)。建立兩個飛機售票點，兩個售票點并發(fā)賣票，但在賣票中加以控制(采用臨界區(qū)) 程序代碼如下：#include#includeDWORD WINAPI Shop1();DWORD WINAPI Shop2();int tickets=200; / 有200張飛

7、機票待售CRITICAL_SECTION g_cs;/聲明一個臨界區(qū)類的對象g_csint main() InitializeCriticalSection(&g_cs);/初始化臨界區(qū)對象，然后開啟兩個線程開始售票HANDLEhThread1=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop1,NULL,0,NULL); HANDLEhThread2=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop2,NULL,0,NULL);/延時10000毫秒，然后再退出Sleep(10000);CloseH

8、andle(hThread1);CloseHandle(hThread2);/退出兩個售票進程，然后終止主線程Sleep(1000);DeleteCriticalSection(&g_cs);使用完臨界區(qū)對象之后，要將其銷毀return 0; /定義售票點1 DWORD WINAPI Shop1() while(1)EnterCriticalSection(&g_cs);每次賣票前都要先進入臨界區(qū)if(tickets0) Sleep(1); printf(Shop1 is selling a ticket:%dn.n,tickets); tickets-; LeaveCriticalSecti

9、on(&g_cs);/每次賣票后都要退出臨界區(qū) elseLeaveCriticalSection(&g_cs); 每次賣票后都要退出臨界區(qū) /定義售票點2 DWORD WINAPI Shop2() while(1) EnterCriticalSection(&g_cs); /每次賣票前都要先進入臨界區(qū)if(tickets0)操作系統(tǒng)實驗七 學號：姓名：Sleep(1);printf(Shop2 is selling a ticket:%dn.n,tickets); tickets-;LeaveCriticalSection(&g_cs); 每次賣票后都要退出臨界區(qū) elseLeaveCriti

10、calSection(&g_cs); 每次賣票后都要退出臨界區(qū) 實驗結果如下:實驗結果分析：由于實驗一的不正常售票，實驗二采用臨界區(qū)進行管理，相當于給每個要進入臨界區(qū)的進程進行加鎖和解鎖操作（初始狀態(tài)是打開的）。實驗模擬過程是當有進程正在運行中時，即鎖未開時，則必須等待，直至鎖被打開；反之，當鎖是打開時，則應該立即拔起鎖上，以阻止其他進程進入臨界區(qū)。保證了對鎖的測試和關鎖操作的連續(xù)性和完整性，有效地保證了兩個進程的互斥。四.實驗小結通過本次實驗，了解進程同步和互斥的兩種形式，使并發(fā)執(zhí)行的進程之間能夠按照一定的規(guī)則共享系統(tǒng)資源，并對臨界資源的互斥訪問進行學習和掌握其管理的規(guī)則，在實驗二中采用的就是臨界