實(shí)驗(yàn)七線程的同步與互斥

1、實(shí)驗(yàn)七線程的同步與互斥一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模壕€程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)屮的重要概念之一。引入線程后，操作系統(tǒng)分配資源還 是以進(jìn)程為單位，但處理機(jī)卻不再以進(jìn)程，而是以線程為單位進(jìn)行分配。引入線程后，不但能冇效提高系統(tǒng)中程序的并發(fā)道數(shù)，而r還能減少系統(tǒng)并發(fā)操作帶來(lái) 的切換開(kāi)銷。我們知道，為了對(duì)并發(fā)的線程(進(jìn)程)進(jìn)行同步與互斥，各種操作系統(tǒng)都相繼 添加了對(duì)互斥體、信號(hào)量機(jī)制的支持。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，體會(huì)線程的同步與互斥，并進(jìn)一步理解臨界資源的互斥訪問(wèn)、信號(hào)量的使 用方法等，從而體會(huì)操作系統(tǒng)對(duì)線程(進(jìn)程)的同步、互斥的處理能力。二實(shí)驗(yàn)要求：在老師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)。耍求寫出實(shí)驗(yàn)的具體步驟，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)彖。三

2、.實(shí)驗(yàn)題目：1 建立兩個(gè)飛機(jī)售票點(diǎn)，川線程shopl和shop2表示它們。shopk shop2各自進(jìn)行自己的 偉票活動(dòng)(即它們的售票活動(dòng)是并發(fā)的)。假如一趟班機(jī)有座位200個(gè),所能售的飛機(jī)票標(biāo)號(hào)應(yīng)為200, 199, 198, 在該實(shí)驗(yàn)中，先讓兩個(gè)售票點(diǎn)各口不加控制地進(jìn)行獨(dú)立售票，則可能會(huì)發(fā)生與實(shí)際不相符的 混亂情況，甚至還可能售岀標(biāo)號(hào)為0的票。請(qǐng)?jiān)趘isual c+下用代碼實(shí)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)，想一想，得出這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是為什么？ 程序代碼如下：#include<stdio.h>#include<afxmt. h>dword winapt shopl();dword w1na

3、p1 shop2();int tickets二200;/有200張飛機(jī)票待偉int main() 開(kāi)啟兩個(gè)線程開(kāi)始偉票handlehthreadlcreatethread(null, 0, (lpthread_start_routine)shopl, null, 0, null);handlehthread2=createthread(null, 0, (lpthread start routine)shop2, null, 0, null);sleep(10000);closellandl e (hthreadl);closellandle (hthread2);sleep(looo);re

4、turn 0;/定義售票點(diǎn)1dword w1nap1 shopl()while(l)if(tickets。)sleep(1);printf ("shopl is sei 1 ing a ticket:%dnr)", tickets);tickets；elsereturn 0;/定義售票點(diǎn)2dword winapt shop2()wh訂e(l) if(tickets>0) sleep(l);printf (，shop2 is sei ling a ticket:%dnn tickets);tickets;elsereturn 0;實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:cd"e:zbs

5、aledebugsale.exe"shoplisselling a ticke$hop2isselling a tiekebhoplisselling a ticket：9$hop2isselling a ticket：7shop2selling a ticket：7£hoplisselling a ticket：7£hop2selling a tiekeshoplis實(shí)驗(yàn)現(xiàn)彖分析：為了完成售票任務(wù)建立了兩個(gè)售票點(diǎn)作為進(jìn)程，線程售票點(diǎn)1開(kāi)啟售某一張 固定的票時(shí)，由于并發(fā)控制，售票點(diǎn)2也會(huì)檢測(cè)到該張票，導(dǎo)致兩個(gè)售票點(diǎn)賣出了同一張票, 這在實(shí)際操作中是不應(yīng)該發(fā)牛的問(wèn)題

6、，山此引發(fā)了笫二種方案，對(duì)其采用臨界區(qū)加以控制 2.針對(duì)上面兩個(gè)售票點(diǎn)shopl、shop2的售票活動(dòng)，我們通過(guò)一個(gè)臨界區(qū)加以控制，使得售 出的票不會(huì)有不符合實(shí)際的票號(hào)出現(xiàn)。建立兩個(gè)飛機(jī)售票點(diǎn)，兩個(gè)售票點(diǎn)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<stdio. h>#include<afxmt. h>dword wi nap i shoplo ;dword winapt shop2();int tickets二200; 有200張飛機(jī)票待售critical_section g_cs;/聲明一個(gè)臨界區(qū)類的對(duì)象g_csint main() in

7、itializecriticalsection(&g os)；初始化臨界區(qū)對(duì)象,然后開(kāi)啟兩個(gè)線程開(kāi)始售票handlehthreadlcreatethread (null, 0, (lptiiread_start_routine)shopl, null, 0, null);handlehthread2=createthread(null, 0, (lpthread_start_routine)shop2, null, 0, null);/延時(shí)10000亳秒，然后再退出sleep(10000);closehandle(hthreadl);closehandle(hthread2);/退出兩

8、個(gè)售票進(jìn)程，然示終止主線程sleep(1000);deletecriticalsection(&g_cs);使用完臨界區(qū)對(duì)象之后,要將其銷毀 return 0;/定義售票點(diǎn)1dword w1nap1 shopl()while(1) entercr i t i cal sect i on (&g_cs)； 每次賣票前都要先進(jìn)入臨界區(qū)if(tickets>0) sleep(l);printf("shopl is sei 1ing a ticket:%dnn"tickets);tickets一一；leavecri t i cal sect i on (&am

9、p;g_cs) ；/每次賣票后都要退出臨界區(qū)elseleavecritica 1 section(&g_cs) ; /每次賣票后都要退出臨界區(qū)/定義偉票點(diǎn)2dword w1nap1 shop2()while(1) entercr i t i cal sect i on (&g_cs); 每次賣票前都要先進(jìn)入臨界區(qū) if(tickets>0) sleep(l);printf("shop2 is selling a ticket:%dnn", tickets);tickets一一;leavecriticalsection(&g_cs) ; /每次賣

10、票后都要退出臨界區(qū)else leavecriticalsection(&g cs) ; /每次賣票后都要退出臨界區(qū)cd實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:s ho p2sellingticket：133sbop2issellingticket：132shop2issellingticket：131issellingticket：130|s)op2issellingticket：129slioplissellingslioplissellingshoplissellingticket：126shoplissellingticket：125shoplissellingticket：124shoplisselli

11、ngticket：123ishoplissellingticket：1221s ho plissellingticket：121實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：由于實(shí)驗(yàn)一的不正常售票，實(shí)驗(yàn)二采用臨界區(qū)進(jìn)行管理，相當(dāng)于給每個(gè)婆進(jìn) 入臨界區(qū)的進(jìn)程進(jìn)行加鎖和解鎖操作（初始狀態(tài)是打開(kāi)的）。實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程是肖有進(jìn)程正在 運(yùn)行中時(shí)，即鎖未開(kāi)時(shí)，則必須等待，直至鎖被打開(kāi)；反之，當(dāng)鎖是打開(kāi)時(shí)，則應(yīng)該立即拔 起鎖上，以阻止其他進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)。保證了對(duì)鎖的測(cè)試和關(guān)鎖操作的連續(xù)性和完整性，有 效地保證了兩個(gè)進(jìn)程的互斥。四.實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，了解進(jìn)程同步和互斥的兩種形式，使并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程z間能夠按照一定的規(guī) 則共享系統(tǒng)資源，并對(duì)臨界資源的互斥訪