linux多線程試驗報告

《物聯網工程領域應用綜合實訓》實驗報告《物聯網工程領域應用綜合實訓》實驗報告/18#defineSHM_MODE0600#defineSEM_MODE0600#defineSEM_FULL0#defineSEM_EMPTY1#defineMUTEX2/*#ifdefined(__GNU_LIBRARY__)&&!defined(_SEM_SEMUN_UNDEFINED)//unionsemunisdefinedbyincluding<sys/sem.h>#else//accordingtoX/OPENwehavetodefineitourselvesunionsemun{intval；structsemid_ds*buf；I... ? . 1 1.Junsignedshort*array；};#endifunionsemunsu；//sem口口出必用于初始化信號量*/structmy_buffer{inthead；inttail；charstr[MAX_BUFFER_SIZE]；intnum；〃緩沖區(qū)里字母數量intis_empty；}；constint『CONSUMER=2；//消費者數量constintN_PRODUCER=2；//生產者數量constintN_BUFFER=10；//緩沖區(qū)容量constintN_WORKTIME=10;//工作次數intshm_id=-1；intsem_id=-1；pid_tchild；pid_tparent；〃得到10以內的一個隨機數intget_random()JTOC\o"1-5"\h\z： ：intdigit; ： ： ：srand((unsigned)(getpid()+time(NULL)));digit=rand()%10; I I Iiireturndigit; i i iI[CI 〃得到A?Z的一個隨機字母 | | |i i char getRandChar() i i ir■《| | charletter; | | || | srand((unsigned)(getpid() +time(NULL))); I I I! ! letter=(char)((rand()% 26)+'A'); ! ! !returnletter; | | |J//sem_id表示信號量集合的id//sem_num表示要處理的信號量在信號量集合中的索引 ! ! !//P操作voidwaitSem(intsem_id,intsem_num){ I I I| | structsembufsb; | | |sb.sem_num=sem_num;| 工 sb.sem_op=-1;//表示要把信號量減一 | | |sb.sem_flg=SEM_UNDO；//〃第二個參數是sembuf[]類型的，表示數組TOC\o"1-5"\h\z〃第三個參數表示第二個參數代表的數組的大小 | | |if(semop(sem_id,&sb,1)<0){ii perror("waitSemfailed")； i i iexit(1); j j jJ! !} ! ! !//V操作voidsigSem(intsem_id,intsem_num){iistructsembufsb; i!!?_!!!sb.sem_num—sem_num;sb.sem_op—1；sb.sem_flg—SEM_UNDO；〃第二個參數是sembuf[]類型的，表示數組〃第三個參數表示第二個參數代表的數組的大小 | | |TOC\o"1-5"\h\z| | if(semop(sem_id,&sb,1)<0){ I I II Iperror("sigSemfailed")； I I Iexit(1); ? ? ?Ji i} i i i〃打印進程運行結果 i i i| |voidprintTime() III{ ill〃打印時間 i i itime_tnow；| | structtm*timenow； 〃實例化 tm結構指針 | | || 工 time(&now)； | | || | timenow=localtime(&now)； | |||printf("執(zhí)行時間：%s",asctime(timenow))； j jI IJintmain(intargc,char**argv)? ? f ■ ?I shm_id=shmget(IPC_PRIVATE,MAX_BUFFER_SIZE,SHM_MODE)；〃申請共享內存if(shm_id<0)； ； perror("createsharedmemoryfailed"); ； ；exit(1);I structmy_buffer*shmptr;shmptr=shmat(shm_id,0,0);〃將申請的共享內存附加到申請通信的進程空間! ! if (shmptr == (void*)-1) ! !r? ? j ? ?? ? I ? ?| | perror("add buffer to usingprocessspacefailed！\n"); | |exit(1);J! !if((sem_id=semget(IPC_PRIVATE,3,SEM_MODE))<0) ] !{〃創(chuàng)建三個信號量，SEM_EMPTY,SEM_FULL和MUTEX! ! perror("createsemaphorefailed!\n"); ' 'I I exit(1); i i}j j if(semctl(sem_id,SEM_FULL,SETVAL,0)==-1) j j| | {〃將索引為0的信號量設置為0-->SEM_FULL | |! ! perror("semsetvalueerror!\n"); ! !| | exit(1)；}if(semctl(sem_id,SEM_EMPTY,SETVAL,10)==-1){〃將索引為1的信號量設置為10-->SEM_EMPTYperror("semsetvalueerror!\n");| |exit(1);}if(semctl(sem_id,MUTEX,SETVAL,1)==-1){〃將索引為3的信號量設置為1-->MUTEXperror("semsetvalueerror!\n");exit(1);}shmptr->head=0;■ ■shmptr->tail=0;shmptr->is_empty=1;| | shmptr->num=0;： ： inti;for(i=0;i<N_PRODUCER;i++){parent=fork();IIif(parent<0){! ! perror("theforkfailed");'' exit(1);}! ! elseif(parent==0){iI shmptr=shmat(shm_id,0,0);〃將申請的共享內存附加到申請通信的進程空間| | if(shmptr==(void*)-1){| | perror("addbuffertousingprocessspacefailed!\n")；| | exit(1)；}| | intcount=0；intj;for(j=0;j<N_WORKTIME;j++){waitSem(sem_id,SEM_EMPTY);； ； waitSem(sem_id,MUTEX);sleep(getrandom());printf(" \n);| | printf("我是第%d個生產者進程，PID =%d\n", i + 1, getpid());| | /*生產產品*/charc=getRandChar();//隨機獲取字母| | shmptr->str[shmptr->tail]=c;shmptr->tail=(shmptr->tail+ 1) % MAX_BUFFER_SIZE;shmptr->is_empty=0;//寫入新產品! ! shmptr->num++;/*打印輸出結果*/printTime();//程序運行時間| | intp;I | printf("緩沖區(qū)數據(%d個)："，shmptr->num);〃打印緩沖區(qū)中ii的數據| | p=(shmptr->tail-1>=shmptr->head)?(shmptr->tail-1):I ](shmptr->tailT+MAX_BUFFER_SIZE); |for(p；!(shmptr->is_empty)&&p>=shmptr->head；p--){printf("%c",shmptr->str[p%MAX_BUFFER_SIZE])；}printf("\t生產者%d放入'%c'.\n",i+1,c);printf("n);fflush(stdout);sigSem(sem_id,MUTEX);sigSem(sem_id,SEM_FULL);}〃將共享段與進程之間解除連接shmdt(shmptr);exit(0);}}for(i=0;i<N_CONSUMER;i++){child=fork();if(child<0)//調用fork失敗{perror("theforkfailed");exit(1);}elseif(child==0){intcount=0;shmptr=shmat(shm_id,0,0);〃將申請的共享內存附加到申請通信的進程空間| | if(shmptr==(void*)-1){i i perror("addbuffertousingprocessspacefailed!\n")；j j exit(1);}intj;for(j=0;j<N_WORKTIME;j++){waitSem(sem_id,SEM_FULL);； ； waitSem(sem_id,MUTEX);sleep(get_random());| |printf(" \printf("我是第%d個消費者進程，PID=%d\n",i+1,getpid());/*消費數據*/I| charlt=shmptr->str[shmptr->head];shmptr->head=(shmptr->head+1)%MAX_BUFFER_SIZE;shmptr->is_empty=(shmptr->head==shmptr->tail);//' ' shmptr->num一一;/*打印輸出結果*/! ! printTime();〃程序運行時間| | intp;| | printf("緩沖區(qū)數據(%d個)："，shmptr->num);//打印緩沖區(qū)中! !的數據|| p=(shmptr->tail-1>=shmptr->head)?(shmptr->tail-1):II(shmptr->tail-1+MAX_BUFFER_SIZE);for(p;!(shmptr->is_empty)&&p>=shmptr->head;p--){printf("%c",shmptr->str[p%MAX_BUFFER_SIZE])；}| | printf("\t消費者％d取出'%c'.\n",i+1,It)；jjprintf(" \n);fflush(stdout)；sigSem(sem_id,MUTEX)；sigSem(sem_id,SEM_EMPTY)；i — —}〃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_RMID時，刪除該共享段! !shmctl(sem_id,IPC_RMID,0)；printf("主進程運行結束!\n")；| | fflush(stdout)；i i exit(0)；! ! return0；}

實驗二：#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<pthread.h>#include<semaphore.h>#include<time.h>#define〃哲學家數量#define#define#define#defineLEFT(i)RIGHT(i)(i+N-1)%N〃左手邊哲學家編號(i+1)%N 〃右手邊哲家編號#define#define#defineHUNGRYTHINKINGEATING//饑餓//思考//吃飯#defineUSECOND1000000 //1秒對應的微秒數pthread_mutex_tmutex；//互斥量intstate[N];〃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clocktthinking_time[N],eating_time[N],start_eating_time[N],start_thinking_time[N];〃線程函數void*thread_function(void*arg);intmain(){pthread_mutex_init(&mutex,NULL)；pthread_ta,b,c,d,e；〃為每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");pthread_create(&e,NULL,thread_function,"4");〃初始化隨機數種子srand((unsignedint)(time(NULL)));iiwhile(1){TOC\o"1-5"\h\zii i? ? i::, :}}void*thread_function(void*arg){char*a=(char*)arg;intnum=a[0]-'0';〃根據傳遞參數獲取哲學家編號intrand_time;! !while⑴{〃關鍵代碼加鎖pthread_mutex_lock(&mutex);〃如果該哲學家處于饑餓并且左右兩位哲學家都沒有在吃飯就拿起叉子吃飯if(state[num]==HUNGRY&&state[LEFT(num)]!=EATING&&| |state[RIGHT(num)]!=EATING){| | 'state[num]=EATING；start_eating_time[num]=clock()；//記錄開始吃飯時間eating_time[num]=(rand()%5+5)*U_SECOND；〃隨機生成吃飯時間〃輸出狀態(tài)printf("state:%d%d%d%d%d\n",state[0],state[1],state[2],state[3],state[4]);//printf("%diseating'n",num);}II elseif(state[num]==EATING){〃吃飯時間已到，開始思考if(clock()-start_eating_time[num]>=eating_time[num])//{I | state[num]=THINKING；! ! //printf("%disthinking'n",num)；| |printf("state：%d%d%d%d%d\n",state[0],state[l],state[2],state[3],stat| |e[4])；start_thinking_time[num]=clock()；/記錄開始思考時間thinking_time[num]=(rand()%10+10)*U_S