多线程实验报告
《面向对象程序设计》实验报告
实验序号：5 日期：2011
}
}
实验结果：
程序2：线程之间共享数据
BankExample.java
class Bank implements Runnable
{
int money=100; //声明一个int型变量money，初值为100。
Thread zhang,keven;
Bank()
{
zhang=new Thread(this); //创建zhang，Bank对象为zhang 的目标对象。
zhang.setName("会计");
keven=new Thread(this); //创建keven，Bank对象为keven 的目标对象。
keven.setName("出纳");
}
public void run()
{
程序3：挂起、恢复和终止线程
StartOrStop.java
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
class Win extends Frame implements Runnable,ActionListener {
Thread moveOrStop;
Button start,hang,resume,die;
Label moveLabel;
boolean move=false,dead=false;
Win()
{
moveOrStop=new Thread(this); //创建线程moveOrStop，当前窗口为moveOrStop的目标对象。
start=new Button("线程开始");
实验七：Linux多线程编程(实验分析报告)
实验七：Linux多线程编程(实验报告)
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实验七：Linux多线程编程（4课时） 实验目的：掌握线程的概念；熟悉Linux下线程程序编译的过程；掌握多线程程序编写方法。 实验原理：为什么有了进程的概念后，还要再引入线程呢？使用多线程到底有哪些好处？什么的系统应该选用多线程？我们首先必须回答这些问题。 1 多线程概念 使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间。 使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。2多线程编程函数 Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义： typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。 函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为： extern int pthread_create((pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg)); 第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。 函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为： extern int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return); 第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。 函数pthread_exit的函数原型为： extern void pthread_exit(void *retval); 唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL，这个值将被传递给thread_return。 3 修改线程的属性 线程属性结构为pthread_attr_t，它在头文件/usr/include/pthread.h中定义。属性值不能直接设置，须使用相关函数进行操作，初始化的函数为pthread_attr_init，这个函数必须在pthread_create函数之前调用。 设置线程绑定状态的函数为pthread_attr_setscope，它有两个参数，第一个是指向属性结构的指针，第二个是绑定类型，它有两个取值：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM（绑定的）和PTHREAD_SCOPE_PROCESS（非绑定的）。 另外一个可能常用的属性是线程的优先级，它存放在结构sched_param中。用函数pthread_attr_getschedparam和函数pthread_attr_setschedparam进行存放，一般说来，我们总是先取优先级，对取得的值修改后再存放回去。 4 线程的数据处理
16.JAVA网络编程实验 多线程
Java网络编程实验报告 （实验六） 学号：姓名： 实验项目名称：多线程教师评分： 一、实验目的 （1）了解线程的概念。 （2）学习简单的多线程编程。 二、预习内容及要求（要求写出预习内容） 1.进程和线程的概念 进程是程序一次动态执行的过程，对应从代码加载、执行到执行结束这样一个完整的过程，也是进程自身从产生、发展到消亡的过程。 线程是比进程更小的执行单元，一个进程在执行过程中，可以产生多个线程。每个线程都有自身的产生、执行和消亡的过程。 2.线程的状态与生命周期 ●新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态。此 时它已经有了相应的内存空间和其他资源。 ●运行：线程创建之后就具备了运行的条件，一旦轮到它来享用CPU资源时，即JVM将CPU 使用权切换给该线程时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了(即 run方法执行的过程)。 ●中断：有4种原因的中断，CPU资源从当前线程切换给其他线程、执行了sleep(int millsecond) 方法、执行了wait()方法、进入阻塞状态。 ●死亡：run方法结束。 3.线程的创建 在Java语言中，与线程支持密切相关的是https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html,ng.Thread类和https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html,ng.Runnable接口。Runnable 接口定义很简单，只有一个run方法。任何一个类如果希望自己的实例能够以线程的形式执行，都可以来实现Runnable接口。 继承Thread类和实现Runnable接口，都可以用来创建Thread对象，效果上并没有什么不同。继承Thread类的方法很明显的缺点就是这个类不能再继承其他的类了，而实现Runnable接口不会有这个麻烦。 另外，在继承Thread类的代码中，this其实就是指当前正在运行的线程对象，如果使用实现Runnable 接口的方式，要得到当前正在执行的线程，需要使用Thread.currentThread()方法。 线程创建后仅仅是占有了内存资源，在JVM管理的线程中还没有这个线程，此线程必须调用start （）方法（从父类继承的方法）通知JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。
进程管理实验报告
进程的控制 1 ．实验目的 通过进程的创建、撤消和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进程与程序之间的区别。 【答：进程概念和程序概念最大的不同之处在于： (1)进程是动态的，而程序是静态的。 (2)进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。 (3)1个程序可以对应多个进程，但1个进程只能对应1个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。 (4)进程和程序的组成不同。从静态角度看，进程由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。而程序是一组有序的指令集合。】2 ．实验内容 (1) 了解系统调用fork()、execvp()和wait()的功能和实现过程。 (2) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建两个子进程，并由父进程重复显示字符串“parent:”和自己的标识数，而子进程则重复显示字符串“child:”和自己的标识数。 (3) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程。子进程通过系统调用execvp()更换自己的执行代码，新的代码显示“new
program.”。而父进程则调用wait()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。 3 ．实验步骤 （1）gedit创建进程1.c （2）使用gcc 1.c -o 1编译并./1运行程序1.c #include
实验2-2windows2000 线程同步
实验2 并发与调度 2.2 Windows 2000线程同步 (实验估计时间：120分钟) 背景知识 实验目的 工具/准备工作 实验内容与步骤 背景知识 Windows 2000提供的常用对象可分成三类：核心应用服务、线程同步和线程间通讯。其中，开发人员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，以使其共享信息并执行任务。此类对象包括互锁数据、临界段、事件、互斥体和信号等。 多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个实质性部分是协调线程使其完成应用程序的任务，为此，可利用内核中的事件对象和信号。 在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制 (见表4-1) 。 而互斥体则是另一个可命名且安全的内核对象，其主要目的是引导对共享资源的访问。拥有单一访问资源的线程创建互斥体，所有想要访问该资源的线程应该在实际执行操作之前获得互斥体，而在访问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程获得互斥体，然后接着进行下去。 与事件对象类似，互斥体容易创建、打开、使用并清除。利用CreateMutex() API 可创建互斥体，创建时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创建线程释放互斥体。
为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使用OpenMutex() API来获得指向对象的句柄；然后，线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互斥体对象发送给等待线程时，就表明该线程获得了互斥体的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问——必须设法尽快地放弃互斥体。放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMute() API。然后系统负责将互斥体拥有权传递给下一个等待着的线程(由到达时间决定顺序) 。 实验目的 在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。 1) 回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000线程的理解。 2) 了解事件和互斥体对象。 3) 通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。 4) 了解在进程中如何使用事件对象。 5) 了解在进程中如何使用互斥体对象。 6) 了解父进程创建子进程的程序设计方法。 工具/准备工作 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。 您需要做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版。 实验内容与步骤 1. 事件对象 2. 互斥体对象 1. 事件对象 清单2-1程序展示了如何在进程间使用事件。父进程启动时，利用CreateEvent() API创建一个命名的、可共享的事件和子进程，然后等待子进程向事件发出信号并终止父进程。在创建时，子进程通过OpenEvent() API打开事件对象，调用SetEvent() API使其转化为已接受信号状态。两个进程在发出信号之后几乎立即终止。 步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。 步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。
java多线程实验报告
java多线程实验报告 篇一：西北农林科技大学java多线程实验报告 实验7 多线程 1.实验目的 (1) 掌握Java多线程的概念和实现方法 (2) 掌握Java多线程的同步问题 2.实验内容 任务一：火车售票 假设有火车票1000张，创建10个线程模拟10个售票点，每个售票点100毫秒买一张票。打印出售票过程，注意使用synchronized确保同一张票只能卖出一次。程序运行结果见左图。 打开Eclipse Tickets.java public class Ticket extends Thread { int ticket =1000; String name =""; public void run(){ while(true){synchronized(name){ if(ticket "第" + Thread.currentThread().getName()+ "售票点卖出了第" + ticket-- + "张票"); } } } }} try{ } catch(InterruptedException e){ }
Thread.sleep(100); Test.java public class Test { } public static void main(String args[]){} Ticket t = new Ticket(); new Thread(t,"1").start(); new Thread(t,"2").start(); new Thread(t,"3").start(); new Thread(t,"4").start(); new Thread(t,"5").start(); new Thread(t,"6").start(); new Thread(t,"7").start(); new Thread(t,"8").start(); new Thread(t,"9").start(); new Thread(t,"10").start(); 任务二：银行存款 假设某家银行，它可接受顾客的汇款，每做一次汇款，便可计算出汇款的总额。现有两个顾客，每人都分3次，每次100元将钱到入。试编写一个程序，模拟实际作业。 程序如下： classCBank { private static int sum=0; public static void add(int n){ inttmp=sum; tmp=tmp+n;// 累加汇款总额 try{ Thread.sleep((int)(10000*Math.random())); //
查看程序的进程和线程实验报告
查看程序的进程和线程实验报告 篇一：程序实验2：11-多线程编程---实验报告 程序实验二：11-多线程编程实验 专业班级实验日期 5.21 姓名学号实验一（p284：11-thread.c） 1、软件功能描述 创建3个线程，让3个线程重用同一个执行函数，每个线程都有5次循环，可以看成5个小任务，每次循环之间会有随即等待时间（1-10s）意义在于模拟每个任务到达的时间是随机的没有任何的特定规律。 2、程序流程设计 3．部分程序代码注释(关键函数或代码) #include #include #include #define T_NUMBER 3 #define P_NUMBER 5 #define TIME 10.0
void *thrd_func(void *arg ) { (本文来自：https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html, 小草范文网:查看程序的进程和线程实验报告) int thrd_num=(int)arg; int delay_time =0; int count =0; printf("Thread %d is staraing\n",thrd_num); for(count=0;count { delay_time =(int)(rand()*TIME/(RAND_MAX))+1; sleep(delay_time); printf("\tTH%d:job%d delay =%d\n",thrd_num,count,delay_time); } printf("%d finished\n",thrd_num); pthread_exit(NULL); } int main()
8-实验八Java多线程操作(实验报告内容)
实验八 Java多线程操作 （实验报告） 一、目的 1．掌握Java多线程操作。 二、实验内容 启动线程，线程休眠，线程同步，等待和唤醒 三、实验环境 JDK1.6+dos环境 四、实验原理 通过案例掌握多线程操作。 五、实验步骤 1、设计一个线程操作类，要求可以产生三个线程对象，并可以分 别设置三个线程的休眠时间，如下所示： 线程A，休眠10秒 线程B，休眠20秒 线程C，休眠30秒 2、生产者与消费者问题，生产者生产一台电脑，消费者马上将生 产出的电脑取走。 六、实验小结 1、class MyThread implements Runnable{
String name; int time; public MyThread(String name,int time){ https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html,=name; this.time=time; } public void run(){ try{ Thread.sleep(this.time); } catch(Exception e){ } System.out.println(https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html,+"线程,休眠"+this.time/1000+"秒"); } } public class Demo08{ public static void main(String args[]){ MyThread mt1=new MyThread("线程A",10000); MyThread mt2=new MyThread("线程B",20000); MyThread mt3=new MyThread("线程C",30000);
Java多线程实验报告
实验报告 课程名称： Java语言程序设计 姓名: 学号: 班级: 数学与计算机科学学院
数学与计算机科学学院实验报告实验名称：多线程 指导教师：日期：
if (isPrime) count++; } System.out.println(st + "~" + en + "之间共有" + count + "个质数"); } public static void main(String[] args) { UseThread thread1 = new UseThread(2, 1000); UseThread thread2 = new UseThread(1000, 2000); thread1.start(); thread2.start(); } } 第2题代码： public class Experiment14_2 { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread("T1"); MyThread t2 = new MyThread("T2"); t1.start(); t2.start(); System.out.println("活动线程数：" + Thread.activeCount()); System.out.println("main()运行完毕"); } } class MyThread extends Thread { public MyThread(String s) { super(s); } public void run() { for (int i = 1; i <= 3; i++) { System.out.println(getName() + "第" + i + "次运行"); try { sleep((int) (Math.random() * 100)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(getName() + "结束"); } }
多线程同步操作多个窗口
多线程同步操作多个窗口 RunApp "notepad.exe" RunApp "notepad.exe" RunApp "notepad.exe" Delay 2000 Dimenv temp_Hwnd temp_Hwnd = 0 Dim str, arr, i str = Plugin.Window.Search("无标题- 记事本") arr = Split(str, "|") For i = 0 To UBound(arr) - 1 temp_Hwnd = Plugin.Window.FindEx(arr(i), 0, "Edit", 0) BeginThread WriteString While temp_Hwnd <> 0'判断多线程已经启动完毕，继续循环下一个。 Delay 500 Wend Next EndScript Function WriteString() Dim str, Hwnd Hwnd = temp_Hwnd temp_Hwnd = 0 Do str = WaitKey If Hwnd <> Plugin.Window.GetKeyFocusWnd Then Call Plugin.Bkgnd.KeyPress(Hwnd, str) End If Loop End Function 多线程多开窗口同步执行与子线程间的数值如何传递： 1.Dimenv IsThread, i 2.Dim arr_Thread() 3.For i = 0 To 2 4. IsThread = False'未启动线程 5. Redim Preserve arr_Thread(i) 6. arr_Thread(i) = BeginThread(EnterThread) 7. While IsThread = False'未启动成功，等待中 8. Delay 500 9. Wend 10. '跳出循环说明 IsThread = True，已经执行到了，循环继续启动下一个 11.Next
线程实验报告
线 程实验报告 黄澄宇320070911241 1.分析 （1）问题阐述，描述。 运用线程的方法设计一个ftp面向客户\服务器的网络应用程序，主要包括服务器端和客户端两方面的工作。 （2）问题分析。 针对问题要求，应该能够实现客户端和服务器端的功能。其中服务器端主要对客户端进行监听。客户端向服务器端进行提出请求。 （3）寻找揭发。 TCP\IP服务器端应用程序都是通过JA V A语言中提供的SeverSocket和Socket两个有关网络的类来实现。 SeverSocket类除了建立一个Sever之外，还通过accept()方法提供了随时监听客户端连接请求的功能。 2.设计。 在服务器端指定一个用来等待连接的端口号，在客户端规定一个主机和端口号，从而在客户端和服务器端创建Socket\ServerSocket实例。
现在服务器端生成一个ServerSocket实例的对象，随时监听客户端的连接请求。 当客户端需要连接时，相应的要生成一个Socket实例的对象，并发出连接请求，其在host参数指明该主机名，port参数指明端口号。 服务器端通过accept（）方法接收到客户端的请求后，开辟一个接口与之进行连接，利用输入输出流，按照一定的协议对Socket 进行读写操作。 关闭输入输出流和Socket。 3.实现。 //FTPServer.java import https://www.wendangku.net/doc/a74237063.html,.*; import java.io.*; import java.util.*; public class FTPServer { public static void main(String args[]) throws Exception { ServerSocket soc=new ServerSocket(5127); System.out.println("FTP Server Started on Port Number "); while(true) {
4：一个经典的多线程同步问题汇总
一个经典的多线程同步问题 程序描述： 主线程启动10个子线程并将表示子线程序号的变量地址作为参数传递给子线程。子线程接收参数 -> sleep(50) -> 全局变量++ -> sleep(0) -> 输出参数和全局变量。 要求： 1．子线程输出的线程序号不能重复。 2．全局变量的输出必须递增。 下面画了个简单的示意图： 分析下这个问题的考察点，主要考察点有二个： 1．主线程创建子线程并传入一个指向变量地址的指针作参数，由于线程启动须要花费一定的时间，所以在子线程根据这个指针访问并保存数据前，主线程应等待子线程保存完毕后才能改动该参数并启动下一个线程。这涉及到主线程与子线程之间的同步。 2．子线程之间会互斥的改动和输出全局变量。要求全局变量的输出必须递增。这涉及到各子线程间的互斥。 下面列出这个程序的基本框架，可以在此代码基础上进行修改和验证。 //经典线程同步互斥问题 #include
HANDLE handle[THREAD_NUM]; int i = 0; while (i < THREAD_NUM) { handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, Fun, &i, 0, NULL); i++;//等子线程接收到参数时主线程可能改变了这个i的值} //保证子线程已全部运行结束 WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE); return 0; } unsigned int__stdcall Fun(void *pPM) { //由于创建线程是要一定的开销的，所以新线程并不能第一时间执行到这来int nThreadNum = *(int *)pPM; //子线程获取参数 Sleep(50);//some work should to do g_nNum++; //处理全局资源 Sleep(0);//some work should to do printf("线程编号为%d 全局资源值为%d\n", nThreadNum, g_nNum); return 0; } 运行结果：
实验四 同步与互斥 Linux实验报告
实验四同步与互斥 【实验目的和要求】 1、掌握进程（线程）的同步与互斥。 2、掌握生产者消费者问题的实现方法。 3、掌握多线程编程方法。 【实验内容】 实现生产者消费者问题 1、有一个仓库，生产者负责生产产品，并放入仓库，消费者会从仓库中拿走产品(消费)。 2、仓库中每次只能入一个(生产者或消费者)。 3、仓库中可存放产品的数量最多10个,当仓库放满时，生产者不能再放入产品。 4、当仓库空时，消费者不能从中取出产品。 5、生产、消费速度不同。 【实验原理】 1、信号量mutex提供对缓冲池访问的互斥要求并初始化为1，信号量empty和 full分别用来表示空缓冲项和满缓冲项的个数，信号量empty初始化为n，信号量full初始化为0。 2、定义如下结构及数据： 定义缓冲区内的数据类型：typedef int buffer_item; 缓冲区：buffer_item buffer[BUFFER_SIZE];
对缓冲区操作的变量：int in,out; 信号量mutex提供了对缓冲池访问的互斥要求：pthread_mutex_t mutex; 信号量empty和full分别表示空缓冲顶和满缓冲顶的个数：sem_t empty,full; 可以设定生产者的生产速度及消费者的消费速度：int pro_speed,con_speed; 对缓冲区操作的自增函数：#define inc(k) if(k < BUFFER_SIZE) k = k+1;else k=0 3、并定义了如下实现问题的函数模块： 将生产的产品放入缓冲区： int insert_item(buffer_item item) 从缓冲区内移走一个产品： int remove_item(buffer_item *item) 生产者进程：void *producer(void *param) 消费者进程：void *consumer(void *param) 生产者结构进程消费者结构进程 【程序代码】 //sx.c #include
Java实验五线程
实验五线程 一实验要求 1、理解进程和线程概念； 2、掌握创建、管理和控制Java线程对象的方法； 3、了解并发执行的多线程存在的各种关系 二实验内容 1、使用线程对象或Timer定时器制作数字时钟标签组件，显示当前日期和时间，每秒刷新，将该标签添加到框架窗口。 import java.awt.FlowLayout; import java.text.SimpleDateFormat;//简单日期格式类 import java.util.Locate; import java.util.Timer;//一种工具，线程用其安排以后在后台线程中执行的任务 import java.util.TimerTask; import java.swing.JLabel; public class ShizhongJFrame extends JFrame{ { Public ShizhongJFrame(){ JFrame f=new JFrame（“数字时钟”）; f.setLayout(new FlowLayout()); f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); f.setSize(200,70); final JLable lable=new JLable; final SimpleDateFormat format=new SimpleDateFormat(“H:m:s”,Locate.CHINA); f.add(lable); Timer time=new Timer(); time.scheduleAtFixedRate(new TimerTask(){ Public void run(){ Label.setText(format.format(new Date(System.currentTimeMillis()))); } },0,1000); f.setVisible(true); } Public staic void main(String arg[]){ New ShizhogJFrame(); } } 三实验内容中遇到的问题、解决方法和体会。
JAVA线程程序设计(小时钟)实验报告(附完整代码)
线程程序设计 一、课题内容和要求 内容：设计和编写一个编写一个指针式时钟程序，应用线程实现时钟的走动。 要求：本实验旨在通过实验，培养学生将JAVA 线程的相关知识点（包括线程调度，线程同步等）有机结合并加以综合应用，在实验中设计多线程程序的能力。 二、设计思路分析 class Clock:一个指针式时钟的主类 class Layout: 添加窗口和时钟组件 class ClockPaint:定义时钟组件 三、概要设计 public class Clock extends JFrame { public static void main(String[] s) ; } class Layout extends JFrame { public Layout(); } class ClockPaint extends JPanel implements Runnable { int x, y, r; int h, m, s; double rad = Math.PI / 180; public ClockPaint(int x, int y, int r); public void paint(Graphics g); public void run(); } 时钟的绘制:
运行时钟: 四、详细设计 import java.awt.*; import javax.swing.*; import java.util.*; public class Clock extends JFrame { public static void main(String[] s) { new Layout(); } } class Layout extends JFrame {// 添加窗口和时钟组件public Layout() { ClockPaint cp = new ClockPaint(20, 20, 70); add(cp);
用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)
. 题目用多线程同步方法解决生产者－消费 者问题(Producer-Consumer Problem) 学院计算机科学与技术学院 专业软件工程 班级 姓名 指导教师 年月日
目录 目录 (1) 课程设计任务书 (2) 正文 (2) 1.设计目的与要求 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计要求 (2) 2.设计思想及系统平台 (2) 2.1设计思想 (2) 2.2系统平台及使用语言 (2) 3.详细算法描述 (3) 4.源程序清单 (5) 5.运行结果与运行情况 (10) 6.调试过程 (15) 7.总结 (15) 本科生课程设计成绩评定表 (16)
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院 题目: 用多线程同步方法解决生产者－消费者问题 (Producer-Consumer Problem) 初始条件： 1．操作系统：Linux 2．程序设计语言：C语言 3．有界缓冲区内设有20个存储单元，其初值为0。放入／取出的数据项按增序设定为1－20这20个整型数。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要 求） 1．技术要求： 1）为每个生产者／消费者产生一个线程，设计正确的同步算法 2）每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者／消费者线程的自定义标识符。 3）生产者和消费者各有两个以上。 4）多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2．设计说明书内容要求： 1)设计题目与要求 2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。 3）数据结构与模块说明（功能与流程图） 4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。） 5）运行结果与运行情况 （提示: （1）有界缓冲区可用数组实现。 （2）编译命令可用：cc -lpthread -o 目标文件名源文件名 （3）多线程编程方法参见附件。） 3. 调试报告： 1)调试记录 2)自我评析和总结 上机时间安排： 18周一~ 五 08：0 － 12：00 指导教师签名：年月日
linux使用多线程解决“读者—写者”问题实验报告
计算机科学与技术系 实验（项目）报告 一、基本信息 二、目的与要求 目的： 通过实验掌握Linux环境下多线程程序的开发方法。 要求： 1.掌握线程的基本概念及操作； 2.掌握线程间通信的基本方法； 3.掌握Linux环境下多线程程序的开发方法及步骤。 三、完成实验（项目）过程和效果 内容： 1.问题分析； 有100个读线程和100个写线程共同读、写文件 (1)允许多个reader同时读一个文件； (2)当有一个reader在读文件时，不允许writer写文件； (3)当有一个writer在写文件时，不允许reader读文件，也不允许其 他writer写文件。
2.程序实现； 3.程序的调试与运行。 步骤： 1.问题分析 可以利用读写锁解决读者-写者问题 2.程序实现 1)读者： void *Reader(void *id) { RandomSleep(); pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); ReaderNum++; ReadFile(*((int *)id)); ReaderNum--; pthread_rwlock_unlock(&rwlock); } 2)写者： void *Writer(void *id) { RandomSleep(); pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); WriterNum++; WriteFile(*((int *)id)); WriterNum--;
pthread_rwlock_unlock(&rwlock); } 3)线程的创建： for(i=0; i 多线程同步机制 Critical section（临界区）用来实现“排他性占有”。适用范围是单一进程的各线程之间。它是： ·一个局部性对象，不是一个核心对象。 ·快速而有效率。 ·不能够同时有一个以上的critical section被等待。 ·无法侦测是否已被某个线程放弃。 Mutex Mutex是一个核心对象，可以在不同的线程之间实现“排他性占有”，甚至几十那些现成分属不同进程。它是： ·一个核心对象。 ·如果拥有mutex的那个线程结束，则会产生一个“abandoned”错误信息。 ·可以使用Wait…()等待一个mutex。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 ·只能被拥有它的那个线程释放（released）。 Semaphore Semaphore被用来追踪有限的资源。它是： ·一个核心对象。 ·没有拥有者。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 ·可以被任何一个线程释放（released）。 Ev ent Object Ev ent object通常使用于overlapped I/O，或用来设计某些自定义的同步对象。它是： ·一个核心对象。 ·完全在程序掌控之下。 ·适用于设计新的同步对象。 · “要求苏醒”的请求并不会被储存起来，可能会遗失掉。 ·可以具名，因此可以被其他进程开启。 Interlocked Variable 如果Interlocked…()函数被使用于所谓的spin-lock，那么他们只是一种同步机制。所谓spin-lock是一种busy loop，被预期在极短时间内执行，所以有最小的额外负担（overhead）。系统核心偶尔会使用他们。除此之外，interlocked variables主要用于引用技术。他们：·允许对4字节的数值有些基本的同步操作，不需动用到critical section或mutex之类。 ·在SMP（Symmetric Multi-Processors）操作系统中亦可有效运作。 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 实验1：安装L i n u x系统 【实验目的和要求】：安装Linux系统，掌握操作系统的系统配置，建立应用环境的过程。 【实验内容】： 1、首先在windows系统中安装虚拟机。在网上找到VMwareWorksttionPro版本， 确定安装目录。一直下一步，不需要太多的说明。 2、 图为安装完成后的界面。 3、然后在阿里巴巴开源镜像网站下载centos系统镜像，然后虚拟机创建新的虚 拟机， 进行一些简单的虚拟机设置，设置了网络链接nat模式等等。 安装完成后的界面 实验2：Linux下c语言开发 【实验目的】：学会和掌握用c语言开发一个应用程序的全过程，包括，编译，调试等等。 【实验步骤】：首先在系统中查看是否已经安装有gcc,输入查看命令发现没有，于是需要安装gcc。在centos系统中可以使用比较简便的yum命令。在之前已经配置好了yum源。直接输入yuminstallgcc。回车自动安装程序和需要的依赖包。 因为虚拟机中和电脑很多地方切换使用不方便，所以安装了xshell软件。图为xshell中的截图。 安装完毕。然后使用vi或者vim编写 运行，在屏幕上打印出hello，world。 实验3：进程创建 【实验目的和要求】1.了解进程的概念及意义；2.了解子进程和父进程 3.掌握创建进程的方法。 【实验内容】1.子进程和父进程的创建； 2.编写附件中的程序实例 【实验步骤】一1、打开终端，输入命令，在文件中输入中的代码； 2、输入命令，回车后显示无错误； 3、输入命令：./1_fork运行程序。 二、1、打开终端，输入命令，在文件中输入中的代码； 2、输入命令，回车后显示无错误： 3、输入命令：./2_vfork运行程序。 从上面可以看到两次的运行结果不一样。我们知道write函数是不带缓存的。因为在fork之前调用write，所以其数据写到标准输出一次。但是，标准I/O库是带缓存的。如果标准输出连到终端设备，则它是行缓存的，否则它是全缓存的。当以交互方式运行该程序时，只得到printf输出的行一次，其原因是标准输出缓存由新行符刷新。但是当将标准输出重新定向到一个文件时，却得到printf输出行两次。其原因是，在fork之前调用了printf一次，当调用fork时，该行数据仍在缓存中，然后在父进程数据空间复制到子进程中时，该缓存数据 也被复制到子进程中。于是那时父、子进程各自有了带该行内容的缓存。在exit 之前的第二个printf将其数据添加到现存的缓存中。当每个进程终止时，缓存中的内容被写到相应文件中。 四种进程或线程同步互斥的控制方法 1、临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。 2、互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。 3、信号量:为控制一个具有有限数量用户资源而设计。 4、事件:用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。 一临界区 临界区的使用在线程同步中应该算是比较简单，说它简单还是说它同后面讲到的其它方法相比更容易理解。举个简单的例子：比如说有一个全局变量（公共资源）两个线程都会对它进行写操作和读操作，如果我们在这里不加以控制，会产生意想不到的结果。假设线程A 正在把全局变量加1然后打印在屏幕上，但是这时切换到线程B，线程B又把全局变量加1然后又切换到线程A，这时候线程A打印的结果就不是程序想要的结果，也就产生了错误。解决的办法就是设置一个区域，让线程A在操纵全局变量的时候进行加锁，线程B如果想操纵这个全局变量就要等待线程A释放这个锁，这个也就是临界区的概念。 二互斥体 windows api中提供了一个互斥体，功能上要比临界区强大。也许你要问，这个东东和临界区有什么区别，为什么强大？它们有以下几点不一致： 1.critical section是局部对象，而mutex是核心对象。因此像waitforsingleobject是不可以等待临界区的。 2.critical section是快速高效的，而mutex同其相比要慢很多 3.critical section使用围是单一进程中的各个线程，而mutex由于可以有一个名字，因此它是可以应用于不同的进程，当然也可以应用于同一个进程中的不同线程。 4.critical section 无法检测到是否被某一个线程释放，而mutex在某一个线程结束之后会产生一个abandoned的信息。同时mutex只能被拥有它的线程释放。下面举两个应用mutex 的例子，一个是程序只能运行一个实例，也就是说同一个程序如果已经运行了，就不能再运行了；另一个是关于非常经典的哲学家吃饭问题的例子。 三事件 事件对象的特点是它可以应用在重叠I/O（overlapped I/0）上，比如说socket编程中有两种模型，一种是重叠I/0，一种是完成端口都是可以使用事件同步。它也是核心对象，因此可以被waitforsingleobje这些函数等待；事件可以有名字，因此可以被其他进程开启。 四信号量 semaphore的概念理解起来可能要比mutex还难，我先简单说一下创建信号量的函数，因为我在开始使用的时候没有很快弄清楚，可能现在还有理解不对的地方，如果有错误还是请大侠多多指教。 CreateSemaphore( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, // SD LONG lInitialCount, // initial count LONG lMaximumCount, // maximum count LPCTSTR lpName // object name )Windows下多线程同步机制
Linux操作系统实验实验报告
四种进程或线程同步互斥的控制方法