多核实验报告

实验报告

课程名称：多核多线程技术

院（系）：信息与控制工程学院

专业班级：计算机科学与技术

姓名：

学号：0906201

指导教师：

2012年11月21日

实验一Windows API多线程编程

本实验分为四个模块；分别为基础练习，临界区实验，事件实验，信号量实验。通过本次实验逐步熟悉和掌握Win32 API多线程编程的语法结构、基本思路和方法。理解API 之间的调用关系，参数的含义。

一、实验目的

1、掌握MS V isual Studio 2010编写编译Win32 API多线程程序的方法；

2、掌握Win 32 API编写多线程程序的语法；

3、掌握Win 32 API编写多线程程序的思路；

4、掌握Win 32多线程API的应用；

5、能解决简单的数据竞争。

二、实验环境

1、Windows XP系统

2、Microsoft Visual Studio 2010

三、相关知识

1、内核对象的概念：由操作系统内核分配的，只能由内核访问的一个内存块，用来供系统和应用程序使用和管理各种系统资源。

2、Windows多线程API的基本管理

线程的创建：

HANDLE CreateThread(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

DWORD dwStackSize,

LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

LPVOID lpParameter,

DWORD dwCreationFlags,

LPDWORD lpThreadId);

线程的终止：

VOID ExitThread(DWORD dwExitCode)

BOOL CloseHandle (HANDLE hObject)

线程的挂起与恢复：

DWORD SuspendThread(HANDLE hThread)

DWORD ResumeThread(HANDLE hThread)

线程间的等待：

DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hHandle,

DWORD dwMilliseconds);

DWORD WaitForMultipleObjects (

DWORD nCount,

CONST HANDLE *lpHandles,

BOOL fWaitAll,

DWORD dwMilliseconds);

3、线程间的同步

与临界区相关的API：

void WINAPI InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection); void WINAPI EnterCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection); void WINAPI LeaveCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection); void WINAPI DeleteCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);

与事件相关的API：

HANDLE CreateEvent(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,

BOOL bManualReset,

BOOL bInitialState,

LPCSTR lpName);

DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hHandle,

DWORD dwMilliseconds);

DWORD WaitForMultipleObjects (

DWORD nCount,

CONST HANDLE *lpHandles,

BOOL fWaitAll,

DWORD dwMilliseconds);

BOOL SetEvent(HANDLE event );

BOOL ResetEvent(HANDLE event );

与信号量相关的API：

HANDLE CreateSemaphore(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,

LONG lSemInitial,

LONG lSemMax,

LPCSTR lpSemName);

DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hHandle,

DWORD dwMilliseconds);

DWORD BOOL ReleaseSemaphore(

HANDLE hSemaphore,

LONG cReleaseCount,

LPLONG lpPreviousCount);

四、实验原理

线程是进程的一条执行路径，它包含独立的堆栈和CPU寄存器状态，每个线程共享所有的进程资源，包括打开的文件、信号标识及动态分配的内存等。一个进程内的所有线程使用同一个地址空间，而这些线程的执行由系统调度程序控制，调度程序决定哪个线程可执行以及什么时候执行线程。线程有优先级别，优先权较低的线程必须等到优先权较高的线程执行完后再执行。在多核的机器上，调度程序可将多个线程放到不同的处理器核上去运行，这样可使处理器任务平衡，并提高系统的运行效率。

Windows是一种多任务的操作系统，在Windows的一个进程内包含一个或多个线程。32位Windows环境下的Win32 API提供了多线程应用程序开发所需要的接口函数，而利用VC中提供的标准C库也可以开发多线程应用程序，相应的MFC类库封装了多线程编程的类，用户在开发时可根据应用程序的需要和特点选择相应的工具。

多线程编程在Win32方式下和MFC类库支持下的原理是一致的，进程的主线程在任何需要的时候都可以创建新的线程。当线程执行完后，自动终止线程；当进程结束后，所有的线程都终止。所有活动的线程共享进程的资源，因此，在编程时需要考虑在多个线程访问同一资源时产生冲突的问题。当一个线程正在访问某进程对象，而另一个线程要改变该对象，就可能会产生错误的结果，编程时要解决这个冲突。

五、实验内容

模块一：基础模块

实验步骤：

1、用Microsoft Visual Studio 2005创建控制台项目HelloThreads 。

2、创建HelloThreads.cpp文件，内容如下：

#include "stdafx.h"

#include

#include

const int numThreads = 4;

DWORD WINAPI helloFunc(LPVOID pArg)