西北工业大学操作系统试验报告试验四

1、实验四进程与线程一、实验目的（1）理解进程的独立空间；（2）理解线程的相关概念。二、实验内容与要求1、查阅资料，掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和构造的相关知识，了解C 语言程序编写的相关知识；2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤（ 1）编写一个程序，在其 main （）函数中定义一个变量 shared ，对其进行循环加 / 减操作，并 输出每次操作后的结果；（ 2）使用系统调用 fork （）创建子进程，观察该变量的变化；（ 3）修改程序把 shared 变量定义到 main （）函数之外，重复第（ 2 ）步操作，观察该变量的变 化。3、理解线程的实验步骤（ 1）编写一个程序，在其

2、main （）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线 程并发运行的。输出每次操作后的结果；（ 2 ）在 main（） 函数外定义一个变量 shared （全局变量），在 main（） 中创建一个线程，在 main（） 中和新线程 shared 进行循环加 / 减操作，观察该变量的变化；(3) 修改程序把shared变量定义到 main ()函数之内，重复第(2)步操作，观察该变量的变4、对整个实验过程进行分析总结，给出详细步骤；(1) 观察上述进程执行结果，并分析原因；(2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。三、实验过程1、进程的与线程的创建和构造(1) .进程的创建和构造进

3、程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一 个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的， 进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序(当前进程)而建立。fork()?和？clo ne()(对于线程)系统调用可用来建立新的进程。(2) 线程的创建和构造线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有 它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间 的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进

4、程应有的状态。线程的岀现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着 它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更 容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同 的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之

5、间切换时，负担要比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进程(light-weight process个进程中可以包含多个线程。2 、理解进程的独立空间流程图如下所示：(1)编写一个程序，在其main ()函数中定义一个变量 shared，对其进行循环加/减操作,并输出每次操作后的结果源程序如下所示#in elude <>int mai n()int shared=1; shared+;pri ntf("%dn", shared); shared-;printf("%dn", shared); shared+;printf("%dn

6、", shared); shared-;printf("%dn", shared); return 0;运行结果如图所示：(2)使用系统调用fork ()创建子进程，观察该变量的变化添加进程创建语句后，程序运行结果如下，子进程和父进程都执行了操作，且彼此之间对于同一个变量shared的自加操作互不影响。代码如下图所示：运行结果如下图所示：(3) 修改程序把shared变量定义到 main ()函数之外，重复第(2)步操作，观察该变量的变化。当把shared放到主函数之外时，运行结果和内部时相比，并未发生变化3、理解线程流程图如下所示：开始创建主进程1T开始设置全局

7、变量创建线程(1)编写一个程序，在其线程并发运行的。输出每次操作后的结果源代码部分如下所示:运行结果如下图所示：原文链接：(2)Linux开发模式与FreeBSD开发模式的比较。(2) 在 main()函数外定义一个变量shared (全局变量)，在 main()中创建一个线程，在main()中和新线程shared进行循环加/减操作，观察该变量的变化源代码如下所示：运行结果如下图所示：(3) 修改程序把 shared变量定义到 main ()函数之内，重复第(2)步操作，观察该变量的变化部分代码截图如下：在这种情况下，直接编译，会发生错误，截图如下：1. 对于 fork() 语句的使用还是不够熟练和清楚，在使用的过程中过于心急，对程序本真的内在含义理解不清楚，还要在课后认真的学习和弥补不足。2. 实验过程中，交流很重要，不过还是要加强自己的学习能力，提高对程序的理解能力和使用技巧。3. 开始时不知道该如何构造线程，在查看了资料之后，开始稍微有些明白了，在后面慢慢的实践 过程中，逐步对线程的创建和使用等有了更加深入的了解。4. 在理解线程的相关概念的实验中，应注意