实验七线程的同步与互斥

1、实验七线程的同步与互斥一实验目的：线程是现代操作系统屮的重要概念之一。引入线程后，操作系统分配资源还 是以进程为单位，但处理机却不再以进程，而是以线程为单位进行分配。引入线程后，不但能冇效提高系统中程序的并发道数，而r还能减少系统并发操作带来 的切换开销。我们知道，为了对并发的线程(进程)进行同步与互斥，各种操作系统都相继 添加了对互斥体、信号量机制的支持。通过该实验，体会线程的同步与互斥，并进一步理解临界资源的互斥访问、信号量的使 用方法等，从而体会操作系统对线程(进程)的同步、互斥的处理能力。二实验要求：在老师的指导下完成实验。耍求写出实验的具体步骤，给出实验结果，解释实验中出现的现彖。三

2、.实验题目：1 建立两个飞机售票点，川线程shopl和shop2表示它们。shopk shop2各自进行自己的 伟票活动(即它们的售票活动是并发的)。假如一趟班机有座位200个,所能售的飞机票标号应为200, 199, 198, 在该实验中，先让两个售票点各口不加控制地进行独立售票，则可能会发生与实际不相符的 混乱情况，甚至还可能售岀标号为0的票。请在visual c+下用代码实现该实验，想一想，得出这样的实验结果是为什么？ 程序代码如下：#include<stdio.h>#include<afxmt. h>dword winapt shopl();dword w1na

3、p1 shop2();int tickets二200;/有200张飞机票待伟int main() 开启两个线程开始伟票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;/定义售票点1dword w1nap1 shopl()while(l)if(tickets。)sleep(1);printf ("shopl is sei 1 ing a ticket:%dnr)", tickets);tickets；elsereturn 0;/定义售票点2dword winapt shop2()wh订e(l) if(tickets>0) sleep(l);printf (，shop2 is sei ling a ticket:%dnn tickets);tickets;elsereturn 0;实验结果如下: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实验现彖分析：为了完成售票任务建立了两个售票点作为进程，线程售票点1开启售某一张 固定的票时，由于并发控制，售票点2也会检测到该张票，导致两个售票点卖出了同一张票, 这在实际操作中是不应该发牛的问题

6、，山此引发了笫二种方案，对其采用临界区加以控制 2.针对上面两个售票点shopl、shop2的售票活动，我们通过一个临界区加以控制，使得售 出的票不会有不符合实际的票号出现。建立两个飞机售票点，两个售票点并发卖票，但在卖票中加以控制(采用临界区)程序代码如下：#include<stdio. h>#include<afxmt. h>dword wi nap i shoplo ;dword winapt shop2();int tickets二200; 有200张飞机票待售critical_section g_cs;/声明一个临界区类的对象g_csint main() in

7、itializecriticalsection(&g os)；初始化临界区对象,然后开启两个线程开始售票handlehthreadlcreatethread (null, 0, (lptiiread_start_routine)shopl, null, 0, null);handlehthread2=createthread(null, 0, (lpthread_start_routine)shop2, null, 0, null);/延时10000亳秒，然后再退出sleep(10000);closehandle(hthreadl);closehandle(hthread2);/退出两

8、个售票进程，然示终止主线程sleep(1000);deletecriticalsection(&g_cs);使用完临界区对象之后,要将其销毁 return 0;/定义售票点1dword w1nap1 shopl()while(1) entercr i t i cal sect i on (&g_cs)； 每次卖票前都要先进入临界区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) ；/每次卖票后都要退出临界区elseleavecritica 1 section(&g_cs) ; /每次卖票后都要退出临界区/定义伟票点2dword w1nap1 shop2()while(1) entercr i t i cal sect i on (&g_cs); 每次卖票前都要先进入临界区 if(tickets>0) sleep(l);printf("shop2 is selling a ticket:%dnn", tickets);tickets一一;leavecriticalsection(&g_cs) ; /每次卖

10、票后都要退出临界区else leavecriticalsection(&g cs) ; /每次卖票后都要退出临界区cd实验结果如下:s ho p2sellingticket：133sbop2issellingticket：132shop2issellingticket：131issellingticket：130|s)op2issellingticket：129slioplissellingslioplissellingshoplissellingticket：126shoplissellingticket：125shoplissellingticket：124shoplisselli

11、ngticket：123ishoplissellingticket：1221s ho plissellingticket：121实验结果分析：由于实验一的不正常售票，实验二采用临界区进行管理，相当于给每个婆进 入临界区的进程进行加锁和解锁操作（初始状态是打开的）。实验模拟过程是肖有进程正在 运行中时，即锁未开时，则必须等待，直至锁被打开；反之，当锁是打开时，则应该立即拔 起锁上，以阻止其他进程进入临界区。保证了对锁的测试和关锁操作的连续性和完整性，有 效地保证了两个进程的互斥。四.实验小结通过本次实验，了解进程同步和互斥的两种形式，使并发执行的进程z间能够按照一定的规 则共享系统资源，并对临界资源的互斥访