Лабораторная работа №3 «Практическое знакомство с потоками и синхронизацией потоков ос unix»

Национальный исследовательский университет

Томский политехнический университет

Институт Кибернетики

Кафедра ВТ

Операционные системы



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

«Практическое знакомство с потоками и синхронизацией потоков ОС UNIX »

Выполнил студент группы 8В83		Е.Ю. Чистяков
Проверил		Д.В. Сидоров

Цель работы
Ознакомиться с подсистемой управления потоками в операционной системе Unix и основными программными средствами для создания, управления и удаления потоков..

Задание


Изучить основные программные средства управления потоками ОС Unix, а также способы синхронизации потоков. Разработать приложения для многопоточных вычислений с использованием синхронизации посредством мьютексов, семафоров и условных переменных.


Ход работы работы

1. 
   Разработать три многопоточные программы с использованием минимум двух потоков и различных средств синхронизации. Необходимо обеспечить синхронизированную работу потоков в критической секции с использованием:
   
   • 
     мьютексов;
     
   • 
     семафоров;
     
   • 
     условных переменных
     

1. 
   В программе имеются два потока, один поток получает введенную в консоль информацию и записывает ее в текстовый документ, второй поток , при запросе от пользователя, выводит содержимое того же документа на экран. Синхронизация с помощью мьютекса.
   

holop@holop-bubunta:~/OS/labka3/temp1$ ./a.out

Enter a string (enter to quit):

test1

Enter a string (enter to quit):

test2

Enter a string (enter to quit):

test3

Enter a string (enter to quit):

r

test1

test2

test3

r

Enter a string (enter to quit):

The threads are stopped

2. 
   Во второй программе первый поток добавляет к общей переменной 10 а второй поток отнимает 5, после завершения одного цикла потока поток приостанавливается и начинает действие другой поток. Синхронизация с использованием семофора.
   

holop@holop-bubunta:~/labka3/temp2$ ./mf

-5

5

0

10

5

15

25

20

30

25

35

30

40

35

45

40

50

The threads are stopped

3. 
   В данной программе два потока, с разной частотой, изменяют значение общей переменной, один поток прибавляет 1, другой отнимает 1, первый поток имеет в 2 раза большею частоту. Синхронизация с использованием условных переменных.
   

holop@holop-bubunta:~/lab3/temp3$ ./mf

1 2 1 2 3 2 3 4 3 4 5 4 5 6 5 6 7 6 7 8 7 8 9 8 9 10 9 10

2. 
   Убедиться в результативности применения средств синхронизации потоков, сравнив результаты работы программ с использованием и без использования средств синхронизации.
   

Во второй программе были убраны семофоры, следовательно, потоки получились асинхронные, потоки работают в произвольном порядке, в результате чего мы не можем гарантировать правильность работы приложения, в некоторых случаях это приводит к ошибке приложения или зацикливанию потока.


holop@holop-bubunta:~/lab3/temp4$ ./mf

-5

0

-5

-10

-15

-20

-255

-15

-5

5

15

25

35

45

55
The threads are stopped

Выводы

В ходе данной лабораторной работы были получены навыки работы с потоками которые помогают оптимизировать работу приложения, и в некоторых случаях повысить скорость работы приложения. Так же изучены основные методы для синхронизации потоков, которые помогают избежать ошибочной работы много поточных программ.