Отчет по лабораторной работе №3 по дисциплине «Операционные системы»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет автоматики и вычислительной техники
Кафедра ВТ
Отчет по лабораторной работе №3
по дисциплине «Операционные системы»
Знакомство с подсистемой управления потоками в операционной системе Unix
Выполнила:
студентка гр. 8В51
Юнусова М.Р.
Проверил:
доцент каф. ВТ
Замятин А.В.
Томск 2008
Цель работы
Ознакомиться с подсистемой управления потоками в операционной системе Unix и основными программными средствами для создания, управления и удаления потоков.
Задание на лабораторную работу
Изучить особенности работы с утилитой Make при создании проекта на языке С (С++) в ОС Unix, а также получить практические навыки использования утилиты GNU Make при создании и сборке проекта.
Исходные тексты созданных программ с пояснениями, иллюстрирующими ход выполнения работы.
Синхронизация потоков с использованием мьютекса
В данной программе присутствуют два потока. В первом потоке происходит генерация случайных чисел и запись этих чисел в файл. Во втором потоке числа считываются из файла и выводятся на экран, подсчитывается и выводится сумма этих чисел.
#include
#include
#include
#include
ofstream output;
ifstream input;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
const char* filename = "output.txt";
const int n = 5;
void* Gen(void* arg);
void* Sum(void* arg);
int main(){
srand(time(NULL));
pthread_t GenThread, SumThread;
pthread_create(&GenThread;, NULL, Gen, NULL);
pthread_create(&SumThread;, NULL, Sum, NULL);
pthread_join(GenThread, NULL);
pthread_join(SumThread, NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex;);
}
void* Gen (void* arg){
for (int i = 0; i < n; i++){
pthread_mutex_lock(&mutex;);
output.open(filename);
output<<(rand() % 100)<<" ";
output.close();
pthread_mutex_unlock(&mutex;);
sleep(1);
}
}
void* Sum (void* arg){
int a, s=0;
for (int i = 0; i < n; i++){
pthread_mutex_lock(&mutex;);
input.open(filename);
input>>a;
cout<
s += a;
input.close();
pthread_mutex_unlock(&mutex;);
sleep(1);
}
cout<<"\nsum = "<
}
Вывод программы на экран:
13 77 33 49 16
sum = 188
В приведенном примере функция использует мьютекс, чтобы гарантировать, что данные записываются в файл и считываются из файла атомарно.
Синхронизация потоков с использованием семафора
Описанную выше программу можно реализовать с использованием для синхронизации потоков семафора. При этом исходный текст программы изменяется незначительно.
#include
#include
#include
#include
#include
ofstream output;
ifstream input;
sem_t semaphore;
const char* filename = "output.txt";
const int n = 5;
void* Gen(void* arg);
void* Sum(void* arg);
int main(){
srand(time(NULL));
sem_init(&semaphore;, 0, 1);
pthread_t GenThread, SumThread;
pthread_create(&GenThread;, NULL, Gen, NULL);
pthread_create(&SumThread;, NULL, Sum, NULL);
pthread_join(GenThread, NULL);
pthread_join(SumThread, NULL);
sem_destroy(&semaphore;);
}
void* Gen (void* arg){
for (int i = 0; i < n; i++){
sem_wait(&semaphore;);
output.open(filename);
output<<(rand() % 100)<<" ";
output.close();
sem_post(&semaphore;);
sleep(1);
}
}
void* Sum (void* arg){
int a, s=0;
for (int i = 0; i < n; i++){
sem_wait(&semaphore;);
input.open(filename);
input>>a;
cout<
s += a;
input.close();
sem_post(&semaphore;);
sleep(1);
}
cout<<"\nsum = "<
}
Вывод программы:
23 58 70 98 71
sum = 320
Вывод данной программы аналогичен выводу программы, приведенной в предыдущем пункте. Таким образом, способ использования семафора сходен со способом использования мьютекса. Отличительной чертой использования семафора является возможность одновременной работы не одного, а нескольких потоков, но при этом их число все же остается ограниченным и задается программистом при инициализации семаформа.
Синхронизация потоков с использованием условной переменной
В данной программе присутствуют два потока. В первом потоке происходит сложение разделяемой переменной со случайными числами. Во втором потоке происходит деление этой переменной на 2, но лишь в том случае, если ее значение в данный момент времени является четным числом.
#include
#include
#include
#include
void* Addition(void* arg);
void* Division(void* arg);
int num = 1, add = 0;
pthread_mutex_t pmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t pcond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int main(){
srand(time(NULL));
pthread_t AdditionThread, DivisionThread;
pthread_create(&AdditionThread;, NULL, Addition, NULL);
pthread_create(&DivisionThread;, NULL, Division, NULL);
pthread_join(AdditionThread, NULL);
pthread_cancel(DivisionThread);
pthread_join(DivisionThread, NULL);
pthread_mutex_destroy(&pmutex;);
pthread_cond_destroy(&pcond;);
}
void* Addition(void* arg){
for (int i = 0; i < 10; i++){
pthread_mutex_lock(&pmutex;);
add = rand() % 10 + 1;
cout<
Другие похожие работы: