操作系统 实验四 线程同步

集美大学计算机工程学院实验报告

课程名称：操作系统指导教师：王丰实验成绩：

实验编号：实验四实验名称：线程同步

班级：计算12姓名：学号：

上机实践日期：2015.5上机实践时间：2学时

一、实验目的

1、掌握在Linux环境下的线程创建: clone();

2、线程同步:信号灯sem_t实现线程同步与互斥;

3、实现经典同步问题读者-写者问题。

二、实验环境

Ubuntu-VMware、Linux

三、实验内容

1、用信号灯 + PV操作实现读者—写者问题；

2、用clone()函数4个读者线程和4个写者线程；

3、每次读者在共享数据区(缓冲区)读操作,或者写者在共享数据区写操作时,要

显示当前正在操作的线程；

4、按读者优先或者写者优先编写程序,但要明确是那个优先。

函数和变量

1)信号灯:

头部文件:semaphore.h (线程:pthread.h)

2)信号灯初始化:

sem_t r_w_w, mutex;//定义信号灯

初始化:

sem_init(&r_w_w, 0, 1);

sem_init(&mutex,0, 1);

3)信号灯操作:

对信号等进行P操作:

sem_wait(&r_w_w);

sem_wait(&mutex);

对信号灯进行V操作:

sem_post(&r_w_w);

Sem_post(&mutex);

四、实现过程

#include

#include

#include

#include

#include

//定义信号灯变量

sem_t r_w_w;

sem_t mutex;

int readCount=0;

char info[20];//共享数据区

int Reader(int r_n)

{

char rc[20];

while(1){

sem_wait(&mutex);

readCount++;

if(readCount==1)

{

sem_wait(&r_w_w);

printf(“First reader inter CR!\n”); }

sem_post(&mutex);

printf(“ %dth reader is reading:”,r_n);

strcpy(rc,info);

printf(“%s\n”,rc);

sem_wait(&mutex);

readCount--;

if(readCount==0)

sem_post(&r_w_w);

printf(“%dth reader exit.\n”,r_n);

sem_post(&mutex);

}

}

int Writer(int w_n)

{

char ws[20];

sprintf(ws,”%dth writer”,wn);

while(1){

sem_wait(&r_w_w);

strcpy(info,ws);

sem_post(&r_w_w);

}

}

main(){

int i,arg;

int clone_flag;

char *stack;

sem_init(&r_w_w,0,1);

sem_init(&mutex,0,1);

clone_flag=CLONE_VM|CLONE_SIGHAND |CLONE_FS|CLONE_FILES; for(i=0;i<4;i++){

arg=i+1;

stack=(char *) malloc(4096);

clone((void *)Reader,&(stack[4096]),

clone_flag,(void *)&arg);

stack=(char *) malloc(4096);

clone((void *)Writer,&(stack[4096]),

clone_flag,(void *)&arg);

}

exit(1);}

1）查看当前root目录下文件

2）将ls输出，输入到文件ttt中

3）查看

4）向文件ttt中追加内容

3．后台进程、管道操作

①后台命令

后台执行进程a.out

4．Shell程序

①无参数的Shell程序

②shell程序的位置参数

1）编写shell程序

2）编译及运行结果

分析：在运行时带了5个参数，于是argc=5，然后将这五个参数依次输出到屏幕。

另一个shell程序

1）编写shell程序

2）查看用户权限

3）增加执行权限

4）查看

五、实验结果：

六、实验小结

1、线程是与其父进程具有相同地址空间的进程。进程与线程的差别通过与fork不同的另外一个系统调用clone体现出来。

2、使用clone为进程间通讯提供了方便条件，但必须考虑共享成分的互斥u并发控制问题，实验2中以信号灯实现线程互斥。

3、在读者-写者实验的编译源文件过程中，使用pthread动态函数库，加上-lpthread参数，由于使用了默认路径，所有不需要路径参数。

4、在执行编译好的shell时，应增加权限，使得登陆的用户有执行的权限。