Nachos实验报告9

计算机科学与技术学院实验报告：9
实验题目：设计并实现具有优先级的线程调度策略姓名：李威
日期：2013-12-1 学号：201100300259 班级：11级软件3班Email：sduliwei@
实验目的：
Nachos系统采用基本的FCFS的线程调度策略，修改成为具有优先级的线程调度策略
硬件环境：
软件环境：
linux操作系统，Nachos操作系统
实验步骤：
1．修改Thread类的构造函数，加入优先级priority属性，并且加入getPrioty方法。

以便在线程的
等待队列中找到优先级最高的线程。

其中，线程优先级的范围从1到7，默认为7，即最低优先级。

修改代码如下：（,thread.h）
class Thread {
……………………………………
public:
Thread(char* debugName, int priority=7);// initialize a Thread …………………………………………………
int getPriority(){return this->priority;
}
Thread::Thread(char* threadName, int p)
{
if(p<1) priority = 1;
else if(p>7) priority = 7;
else priority = p;
name = threadName;
stackTop = NULL;
stack = NULL;
status = JUST_CREATED;
#ifdef USER_PROGRAM
space = NULL;
#endif
}
2，首先，了解Nachos系统原来的线程调度方式。

通过读,,文件
中的内容了解线程调度的方式。

首先，修改 文件中的ThreadTest方法，创建有优先级的Thread，代码如下：
然后，从Thread类中找到Fork方法，代码如下：
这说明ThreadTest方法的目的是，实例化新的线程，调用Fork方法，也就是让新产生的线程去执行SimpleThread方法，并且把当前执行的线程加入到等待队列。

从SimpleThread的定义中可以知道，新生产的线程就是打印一条信息然后去执行Yield（）；
通过查看yield，可知，先从等待队列中找到一个线程保留在nextThread中，并将当前线程加到等待队列，然后使nextThread运行
void
Thread::Yield ()
{
Thread *nextThread;
IntStatus oldLevel = interrupt->SetLevel(IntOff);
ASSERT(this == currentThread);
DEBUG('t', "Yielding thread \"%s\"\n", getName());
nextThread = scheduler->FindNextToRun();
if (nextThread != NULL) {
scheduler->ReadyToRun(this);
scheduler->Run(nextThread);
}
(void) interrupt->SetLevel(oldLevel);
}
3，为了实现按优先级调度，需要按优先级选择等待队列中的，即状态为ready的线程，因而，在线程插入，移除等待队列的时候使用List类中提供好的SortedInsert(void *item, int sortKey)
SortedRemove(int *keyPtr)
方法，而不是原来使用的Append，Remove方法；
void
Scheduler::ReadyToRun (Thread *thread)
{
DEBUG('t', "Putting thread %s on ready list.\n", thread->getName());
thread->setStatus(READY);
readyList->SortedInsert((void *)thread, thread->getPriority());
}
//----------------------------------------------------------------------
Thread *
Scheduler::FindNextToRun ()
{
int p;
return (Thread *)readyList->SortedRemove(&p);
}
4，结果显示：
lu@ubuntu:~/csc2404/nachos-3.4/code/threadsWithPrioty$ ./nachos ******* thread 2 looped 0 times
******* thread 4 looped 0 times
******* thread 2 looped 1 times
******* thread 2 looped 2 times
******* thread 4 looped 1 times
******* thread 2 looped 3 times
******* thread 4 looped 2 times
******* thread 2 looped 4 times
******* thread 4 looped 3 times
******* thread 4 looped 4 times
******* thread 5 looped 0 times
******* thread 5 looped 1 times
******* thread 5 looped 2 times
******* thread 3 looped 0 times
******* thread 5 looped 3 times
******* thread 3 looped 1 times
******* thread 5 looped 4 times
******* thread 3 looped 2 times
******* thread 1 looped 0 times
******* thread 3 looped 3 times
******* thread 1 looped 1 times
******* thread 3 looped 4 times
******* thread 1 looped 2 times
******* thread 1 looped 3 times
******* thread 1 looped 4 times
No threads ready or runnable, and no pending interrupts.
Assuming the program completed.
Machine halting!
Ticks: total 400, idle 10, system 390, user 0
Disk I/O: reads 0, writes 0
Console I/O: reads 0, writes 0
Paging: faults 0
Network I/O: packets received 0, sent 0
Cleaning up...
5，结果分析：
可以看出，线程执行的顺序不是在ThreadTest中的生成Thread（1,2,3,4,5）的顺序，而是按照优先级的顺序调度的。

首先从等待队列中找一个优先级最高的线程，然后把当前运行的线程加入到等待队列中，然后再运行
（本次实验所在所在位置：csc2404/nachos-3.4/code/threadsWithPrioty）
结论分析与体会：
通过这个实验，为了实现线程优先级的调度，细致分析了Thread目录下的各个文件的内容，尤其是，，文件中对于线程的状态，以及调度函数的实现等问题上面有了更深一步的了解。

从而，知道如何修改可以实现线程的优先级调度问题，也就是管理一个SortedList，其内容是状态为Ready的线程。

由概念到实践，了解了简单的线程调度的实现。