操作系统实验线程同步
操作系统实验二
实验二并发与调度一、实验目的在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。
通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。
了解在进程中如何使用事件对象，在进程中如何使用互斥体对象，线程如何通过文件映射对象发送数据。
在Linux Redhat 9.0操作系统平台上，用pipe()创建一个管道文件，然后用fork()创建两个生产进程和两个消费进程，它们之间通过pipe()传递消息。
二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：Windows 2000 Professional，Linux Redhat 9.0操作系统平台，Visual C++ 6.0企业版。
三、实验内容和步骤第一部分：互斥体对象本程序中显示的类CCountUpDown使用了一个互斥体来保证对两个线程间单一数值的访问。
每个线程都企图获得控制权来改变该数值，然后将该数值写入输出流中。
创建者实际上创建的是互斥体对象，计数方法执行等待并释放，为的是共同使用互斥体所需的资源(因而也就是共享资源) 。
利用互斥体保护共享资源// mutex项目# include <windows.h># include <iostream>class CCountUpDown{public:CCountUpDown(int nAccesses) :m_hThreadInc(INV ALID_HANDLE_V ALUE) ,m_hThreadDec(INV ALID_HANDLE_V ALUE) ,m_hMutexV alue(IN V ALID_HANDLE_V ALUE) ,m_nV alue(0) ,m_nAccess(nAccesses){m_hMutexV alue = :: CreateMutex(NULL,TRUE,NULL) ;m_hThreadInc = :: CreateThread(NULL,0,IncThreadProc,reinterpret_cast <LPVOID> (this) ,0,NULL) ;m_hThreadDec = :: CreateThread(NULL,0,DecThreadProc,reinterpret_cast <LPVOID> (this) ,0,NULL) ;:: ReleaseMutex(m_hMutexV alue) ;}virtual ~CCountUpDown(){:: CloseHandle(m_hThreadInc) ;:: CloseHandle(m_hThreadDec) ;:: CloseHandle(m_hMutexV alue) ;}virtual void WaitForCompletion(){if (m_hThreadInc != INV ALID_HANDLE_V ALUE &&m_hThreadDec != INV ALID_HANDLE_V ALUE){:: WaitForSingleObject(m_hThreadInc, INFINITE) ;:: WaitForSingleObject(m_hThreadDec, INFINITE) ;}}protected:virtual void DoCount(int nStep){while (m_nAccess > 0){:: WaitForSingleObject(m_hMutexV alue, INFINITE) ;m_nV alue += nStep;std :: cout << “thread: ” << :: GetCurrentThreadId()<< “value: ” << m_n V alue<< “access: ” << m_nAccess << std :: endl;--m_nAccess;:: Sleep(1000) ; // 使显示速度放慢:: ReleaseMutex(m_hMutexV alue) ;}}static DWORD WINAPI IncThreadProc(LPVOID lpParam){CCountUpDown* pThis =reinterpret_cast < CCountUpDown* > (lpParam) ;pThis -> DoCount(+1) ;return(0) ;}static DWORD WINAPI DecThreadProc(LPVOID lpParam){CCountUpDown* pThis =reinterpret_cast <CCountUpDown* > (lpParam) ;pThis -> DoCount(-1) ;return(0) ;}protected:HANDLE m_hThreadInc;HANDLE m_hThreadDec;HANDLE m_hMutexV alue;int m_nV alue;int m_nAccess ;} ;void main(){ CCountUpDown ud(50) ;ud.WaitForCompletion() ; }分析程序的运行结果，可以看到线程(加和减线程) 的交替执行(因为Sleep() API允许Windows切换线程) 。
操作系统第8章 操作系统实验
8.5.3 实验准备
1. Linux模块概述 2. 设备驱动程序的设计 3. 参考程序的分析
8.6 文件系统实验
8.6.1 实验内容
以root身份登录系统后，练习常用Linux文件操作命令以及 学习文件系统的装卸。
第8章 操作系统实验
内容提要
本教材以Linux操作系统为平台，通过它提供的键盘控制命令 了解操作系统的功能；通过它提供的系统调用命令实现进程 （线程）的同步与互斥、进程的通信、设备的管理等操作，从 而理解操作系统的工作原理。
本实验平台使用Red Hat Linux 9.0，并且使用文本操作界面。 实验内容包括Linux系统基本操作、进程通信、进程同步与互斥、 生产者与消费者、存储管理、设备管理、文件系统等实验。本 教材提供的实验同样适用于其他版本的Linux。
8.3 进程的同步与互斥实验
8.3.1 实验内容
1. 利用POSIX标准的pthread线程库创建五个线程，实现这 五个线程之间的互斥地访问数组N。这五个线程分别标识为0、 1、2、3、4，线程i的工作可描述如下： (1) 线程i休息一段时间，i可以是五个线程之一。 (2) 使N[i]加1，N[i]记录线程i进入临界区的次数。 (3) 使N[5]加1，记录这五个线程的进入临界区的总次数。 (4) 转(1)。 2. 利用POSIX标准的pthread线程库创建两个线程，实现这 两个线程之间的同步共享变量buffer（相当于一个缓冲区）。其 中一个线程产生一个随机数保存的变量buffer中，另一个线程将 该随机数打印出来。
第8章 操作系统实验
教学目标
通过本实验使学生理解操作系统的功能，掌握进程 （线程）的同步与互斥、进程的通信、设备的管理、文 件系统的实现原理，从而掌握操作系统的概念和原理。
进程的同步与互斥实验报告
进程的同步与互斥实验报告1.实验目的进程（线程）的同步与互斥是操作系统中非常重要的概念，本实验旨在通过实际操作，加深对这些概念的理解和掌握。
通过编写多个进程（线程），并在其间进行同步与互斥操作，验证同步与互斥的实际效果。
2.实验环境本实验在Linux系统下进行，使用C/C++语言编程。
3.实验内容3.1同步在实验中，我们编写了两个进程A和B，这两个进程需要按照特定的顺序执行。
为了实现同步，我们使用信号量机制来确保进程A和B按照正确的顺序执行。
3.2互斥在实验中，我们编写了多个进程C和D，这些进程需要同时对一个共享资源进行访问。
为了实现互斥，我们使用互斥锁机制来确保同一时刻只有一个进程访问共享资源。
4.实验过程4.1同步实验编写进程A和进程B的代码，使用信号量机制实现同步。
进程A先运行，然后通过信号量唤醒进程B，进程B再开始执行。
通过观察进程的运行顺序，验证同步机制是否起作用。
4.2互斥实验编写进程C和进程D的代码，使用互斥锁机制实现互斥。
进程C和进程D同时对一个共享资源进行访问，通过互斥锁来确保同一时刻只有一个进程访问共享资源。
观察进程的输出结果，验证互斥机制是否起作用。
5.实验结果5.1同步实验结果进程A开始执行进程A执行完毕进程B开始执行进程B执行完毕5.2互斥实验结果进程C开始执行进程C访问共享资源进程C执行完毕进程D开始执行进程D访问共享资源进程D执行完毕6.实验分析通过上述结果可以看出，同步实验中进程A和进程B按照正确的顺序执行，证明了同步机制的有效性。
互斥实验中进程C和进程D能够正确地交替访问共享资源，证明了互斥机制的有效性。
7.实验总结通过本次实验，我深刻理解了进程（线程）的同步与互斥，并通过实际操作加深了对这些概念的理解。
同步和互斥是操作系统中非常重要的概念，对于应对资源竞争和提高程序性能具有重要意义。
在实际开发中，我们应该合理使用同步和互斥机制，以确保程序的正确性和并发执行的效率。
多线程程序实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解多线程的概念和作用。
2. 掌握多线程的创建、同步和通信方法。
3. 熟悉Java中多线程的实现方式。
4. 提高程序设计能力和实际应用能力。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 开发工具：IntelliJ IDEA3. 编程语言：Java三、实验内容本次实验主要完成以下任务：1. 创建多线程程序，实现两个线程分别执行不同的任务。
2. 使用同步方法实现线程间的同步。
3. 使用线程通信机制实现线程间的协作。
四、实验步骤1. 创建两个线程类，分别为Thread1和Thread2。
```javapublic class Thread1 extends Thread {@Overridepublic void run() {// 执行Thread1的任务for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("Thread1: " + i);}}}public class Thread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {// 执行Thread2的任务for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("Thread2: " + i);}}}```2. 创建一个主类，在主类中创建两个线程对象，并启动它们。
```javapublic class Main {public static void main(String[] args) {Thread thread1 = new Thread1();Thread thread2 = new Thread2();thread1.start();thread2.start();}```3. 使用同步方法实现线程间的同步。
```javapublic class SynchronizedThread extends Thread {private static int count = 0;@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {synchronized (SynchronizedThread.class) {count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + count);}}}}public class Main {public static void main(String[] args) {Thread thread1 = new SynchronizedThread();Thread thread2 = new SynchronizedThread();thread1.start();thread2.start();}```4. 使用线程通信机制实现线程间的协作。
计算机操作系统实验二
计算机操作系统实验二一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解和掌握计算机操作系统中的进程与线程管理。
通过实验，我们将了解进程的创建、执行、阻塞、唤醒等状态以及线程的创建、同步、通信等操作。
同时，通过实验，我们将学习如何利用进程和线程提高程序的并发性和效率。
二、实验内容1、进程管理a.进程的创建与执行：通过编程语言（如C/C++）编写一个程序，创建一个新的进程并执行。
观察和记录进程的创建、执行过程。
b.进程的阻塞与唤醒：编写一个程序，使一个进程在执行过程中发生阻塞，并观察和记录阻塞状态。
然后，通过其他进程唤醒该进程，并观察和记录唤醒过程。
c.进程的状态转换：根据实际操作，理解和分析进程的状态转换（就绪状态、阻塞状态、执行状态）以及转换的条件和过程。
2、线程管理a.线程的创建与同步：编写一个多线程程序，创建多个线程并观察和记录线程的创建过程。
同时，使用同步机制（如互斥锁或信号量）实现线程间的同步操作。
b.线程的通信：通过消息队列或其他通信机制，实现多个线程间的通信。
观察和记录线程间的通信过程以及通信对程序执行的影响。
c.线程的状态转换：根据实际操作，理解和分析线程的状态转换（新建状态、就绪状态、阻塞状态、终止状态）以及转换的条件和过程。
三、实验步骤1、按照实验内容的要求，编写相应的程序代码。
2、编译并运行程序，观察程序的执行过程。
3、根据程序的输出和实际操作情况，分析和理解进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的相关原理。
4、修改程序代码，尝试不同的操作方式，观察程序执行结果的变化，进一步深入理解和掌握进程与线程管理。
5、完成实验报告，总结实验过程和结果，提出问题和建议。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机操作系统中的进程与线程管理原理和实践操作。
在实验过程中，我们不仅学习了如何利用编程语言实现进程和线程的操作，还通过实际操作观察和分析了进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的基本原理。
线程实例实验报告总结
一、实验目的本次实验旨在通过实例操作，深入了解线程的概念、创建、同步与通信机制，以及线程在实际编程中的应用。
通过实验，提高对线程的理解和运用能力，为以后开发多线程程序打下坚实基础。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 开发工具：Visual Studio 20193. 编程语言：C#三、实验内容1. 线程的基本概念线程是程序执行的最小单位，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
线程具有以下特点：（1）线程是轻量级的，创建、销毁线程的开销较小。
（2）线程共享进程的资源，如内存、文件等。
（3）线程之间可以并发执行。
2. 线程的创建在C#中，可以使用以下方式创建线程：（1）使用Thread类```csharpThread thread = new Thread(new ThreadStart(MethodName));thread.Start();```（2）使用lambda表达式```csharpThread thread = new Thread(() => MethodName());thread.Start();```（3）使用匿名方法```csharpThread thread = new Thread(delegate () { MethodName(); });thread.Start();```3. 线程的同步线程同步是指多个线程在执行过程中，为了防止资源冲突而采取的协调机制。
C#提供了以下同步机制：（1）互斥锁（Mutex）```csharpMutex mutex = new Mutex();mutex.WaitOne();// 线程同步代码mutex.ReleaseMutex();```（2）信号量（Semaphore）```csharpSemaphore semaphore = new Semaphore(1, 1);semaphore.WaitOne();// 线程同步代码semaphore.Release();```（3）读写锁（ReaderWriterLock）```csharpReaderWriterLock rwlock = new ReaderWriterLock();rwlock.AcquireReaderLock();// 读取操作rwlock.ReleaseReaderLock();```4. 线程的通信线程通信是指线程之间传递消息、共享数据的过程。
操作系统实验3进程同步报告
实验三进程同步一、实验目的：1.了解进程和线程的同步方法，学会运用进程和线程同步方法来解决实际问题；2.了解windows系统下Win32 API或Pthread信号量机制的使用方法；二、实验预备内容：1.对书上所说基于信号量的有限缓冲的生产者－消费者问题；2.对于信号量的概念有大概的了解，知道如何用信号量的wiat()和signal()函数如何取消应用程序进入临界区的忙等；三、实验环境说明：此实验在Win7(32位) CodeBlocks环境下实现，采用WinAPI的信号量机制。
四、实验内容：设计一个程序解决有限缓冲问题，其中的生产者与消费者进程如下图所示。
在Bounded-Buffer Problem（6.6.1节）中使用了三个信号量：empty （记录有多少空位）、full（记录有多少满位）以及mutex（二进制信号量或互斥信号量，以保护对缓冲区插入与删除的操作）。
对于本项目，empty和full将采用标准计数信号量，而mutex将采用二进制信号量。
生产者与消费者作为独立线程，在empty、full、mutex的同步前提下，对缓冲区进行插入与删除。
本项目可采用Pthread或Win32 API。
（本实验采用Win32 API）五、程序设计说明：1.全局变量：定义缓冲区数组及其环形队列表达方式，定义mutex、empty、full 三个信号量。
empty记录缓冲区有多少个空位；full记录缓冲区有多少个满位；mutex作为互斥信号量，保护对缓冲区插入或删除的操作。
具体定义如下：定义生产者、消费者线程结构和包含的信息：（由于题目中没有要求，因此只定义了编号一个变量）2.缓冲区：缓冲区是一个元数据类型为buffer_item（可通过typedef定义）的固定大小的数组，按环形队列处理。
buffer_item的定义及缓冲区大小可保存在头文件中：A.insert_item()：先判断缓冲区是否已满，不满则向缓冲区中插入元素；B.remove_item()先判断缓冲区是否为空，不空则从缓冲区中删除元素；3.生产者线程：生产者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机事件，向缓冲中插入一个随机数。
创建线程的实验报告
一、实验目的1. 理解线程的概念和作用。
2. 掌握在Java中创建线程的方法。
3. 学习线程的生命周期和线程同步。
4. 熟悉线程的调度和同步机制。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 开发工具：IntelliJ IDEA3. 编程语言：Java三、实验内容1. 创建线程2. 线程生命周期3. 线程同步4. 线程调度四、实验步骤1. 创建线程（1）继承Thread类创建线程```javapublic class MyThread extends Thread { @Overridepublic void run() {// 线程要执行的任务System.out.println("子线程：" + Thread.currentThread().getName());}}```（2）实现Runnable接口创建线程```javapublic class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {// 线程要执行的任务System.out.println("子线程：" +Thread.currentThread().getName());}}```2. 线程生命周期线程生命周期包括以下五个状态：（1）新建（New）：线程对象被创建后，处于此状态。
（2）就绪（Runnable）：线程对象被创建后，调用start()方法，线程进入就绪状态。
（3）运行（Running）：线程被调度到CPU上执行，处于运行状态。
（4）阻塞（Blocked）：线程因为某些原因无法执行，进入阻塞状态。
（5）终止（Terminated）：线程执行完毕或被强制终止，处于终止状态。
以下代码演示了线程的生命周期：```javapublic class LifeCycleDemo {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());System.out.println("线程状态：" + thread.getState());thread.start();System.out.println("线程状态：" + thread.getState());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("线程状态：" + thread.getState());}}```3. 线程同步线程同步是为了避免多个线程同时访问共享资源时出现冲突。
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实验2：线程同步一、实验目的（1）掌握Windows2000环境下，线程同步。
（2）熟悉Windows2000提供的线程同步与互斥API。
（3）用Windows2000提供的线程同步与互斥API解决实际问题(producer-consumer)。
二、实验内容生产者与消费者问题的实现。
在Windows 2000环境下，创建一组“生产者”线程和一组“消费者”线程，并建立一个长度为N的全局数组作为共享缓冲区。
“生产者”向缓冲区输入数据，“消费者”从缓冲区读出数据。
当缓冲区满时，“生产者”必须阻塞，等待“消费者”取走缓冲区数据后将其唤醒。
当缓冲区空时，“消费者”阻塞，等待“生产者”生产了产品后将其唤醒。
试用信号量实现“生产者”与“消费者”线程之间的同步。
三、实验环境（1）使用的操作系统及版本。
Windows xp professional（2）使用的编译系统及版本。
Visual c++ 6.0四、实验步骤1．等待一个对象(相当于p操作)WaitForSingleObject用于等待一个对象。
它等待的对象可以为：Change notification：变化通知。
Console input：控制台输入。
Event：事件。
Job：作业。
Mutex：互斥信号量。
Process：进程。
Semaphore：计数信号量。
Thread：线程。
Waitable timer：定时器。
返回值：如果成功返回，其返回值说明是何种事件导致函数返回。
访问描述WAIT_ABANDONED 等待的对象是一个互斥（mutex）对象，该互斥对象没有被拥有它的线程释放，它被设置为不能被唤醒。
WAIT_OBJECT_0 指定对象被唤醒。
WAIT_TIMEOUT 超时。
2．创建信号量CreateSemaphore用于创建一个信号量。
返回值：信号量创建成功，将返回该信号量的句柄。
如果给出的信号量名是系统已经存在的信号量，将返回这个已存在信号量的句柄。
如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError查询失败的原因。
3．打开信号量OpenSemaphore用于打开一个信号量。
返回值：信号量打开成功，将返回该信号量的句柄。
如果失败，系统返回NULL，可以调用函数GetLastError查询失败的原因。
4．增加信号量的值ReleaseSemaphore用于增加信号量的值。
返回值：如果成功，将返回一个非0值。
如果失败，系统返回0，可以调用函数GetLastError 查询失败的原因。
方法一：程序代码：#include<windows.h>#include<iostream.h>static HANDLE S1,S2;static HANDLE hMutex;void producer(int n){for(int i=1;i<=3;i++){WaitForSingleObject(S1,INFINITE);WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);cout<<"生产者"<<n<<" 第"<<i<<"次生产产品"<<endl;ReleaseMutex(hMutex);ReleaseSemaphore(S2,1,NULL);}}void consumer(int n){for(int i=1;i<=3;i++){WaitForSingleObject(S2,INFINITE);WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE);cout<<"消费者"<<n<<" 第"<<i<<"次消费产品"<<endl;ReleaseMutex(hMutex);ReleaseSemaphore(S1,1,NULL);}}void main(void){static HANDLE hHandle1,hHandle2,hHandle3,hHandle4;DWORD dwID1,dwID2,dwID3,dwID4;S1=CreateSemaphore(NULL,1,1,"Semphore1");S2=CreateSemaphore(NULL,0,1,"Semphore2");hMutex=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);hHandle1=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)1,0,&dwID1);hHandle3=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)consumer,(LPVOID)1,0,&dwID3);hHandle2=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)2,0,&dwID2);hHandle4=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)consumer,(LPVOID)2,0,&dwID4);Sleep(1000);}5．初始化临界区InitializeCriticalSection用于初始化临界区对象。
返回值：以下两个api相当于pv源语操作6．进入临界区EnterCriticalSection等待进入临界区的权限，当获得该权限后进入临界区。
返回值：该函数没有返回值。
7．退出临界区LeaveCriticalSection释放临界区的使用权限。
返回值：该函数没有返回值。
方法二：程序源代码：#include<windows.h>#include<iostream.h>static HANDLE S1,S2;//定义两个信号量 S1空间CRITICAL_SECTION CS; //定义一个临界区void producer(int n){for(int i=1;i<=3;i++){WaitForSingleObject(S1,INFINITE);EnterCriticalSection(&CS);cout<<"生产者"<<n<<" 第"<<i<<"次生产产品"<<endl;LeaveCriticalSection(&CS);ReleaseSemaphore(S2,1,NULL);}}void consumer(int n){for(int i=1;i<=3;i++){WaitForSingleObject(S2,INFINITE);EnterCriticalSection(&CS);cout<<"消费者"<<n<<" 第"<<i<<"次消费产品"<<endl;LeaveCriticalSection(&CS);ReleaseSemaphore(S1,1,NULL);}}void main(void){static HANDLE hHandle1,hHandle2,hHandle3,hHandle4;DWORD dwID1,dwID2,dwID3,dwID4;S1=CreateSemaphore(NULL,1,1,"Semphore1");S2=CreateSemaphore(NULL,0,1,"Semphore2");InitializeCriticalSection(&CS);hHandle1=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)1,0,&dwID1);hHandle2=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)producer,(LPVOID)2,0,&dwID2);hHandle3=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STA RT_ROUTINE)consumer,(LPVOID)1,0,&dwID3);hHandle4=CreateThread((LPSECURITY_ATTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_STAR T_ROUTINE)consumer,(LPVOID)2,0,&dwID4);Sleep(1000);}程序流程图：Main函数:挂起线程唤起线程Consumer 函数:不成立不成立 挂起线程 唤起线程《Windows。