死锁,死锁的预防,Linux线程控制。

操作系统实验报告
姓 名： ＸＸＸ
学 号： 20111230100Ｘ
年 级： 2011 级
专 业： 计算机科学与技术（应用型）
指 导 教 师： 黄 玲
1. 实验目的
理解死锁，理解死锁的预防，理解Linux线程控制。
2. 实验环境
Ubuntu 8.0
3. 实验内容

3.1 Linux线程说明
Linux的线程有两种，一种内核线程，一种用户线程。通常使用pthread线程库管理用户
线程。线程管理库专门为每一个进程构造一个管理线程，负责处理线程相关的管理工作。当
进程第一次调用pthread_create()创建一个线程时，就会创建并启动管理线程。
（1）创建线程
int pthread_create(pthread_t restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict
attr,void*(*start_rtn)(void),void *restrict arg)
tidp为指向线程标识符的指针，attr为线程属性，start_rtn为线程执行函数，arg为其参数。
（2） 线程互斥信号量（用于临界资源访问）的创建及其初始化
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex,const pthread_mutexattr_t *mutexattr)
mutex为指向互斥信号量的指针， mutexattr为信号量属性。
（3）线程互斥信号量的申请
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)
mutex为指向互斥信号量的指针
（4）线程互斥信号量的释放
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)
(5) 编译包含pthread线程的源程序，要加上-lpthread ,因为pthread库不是Linux系统库。如：
gcc –o mycode mycode.c -lpthread

3.2 实验要求：下面实例可能会发生死锁。要求修改实例，预防死锁发生。
本程序模拟十字路口汽车交通状况。道路见下图，有四段路A、B、C、D，每段路一
次只允许一辆车通过。
南

C
东 西
B D

A

北
实验代码：
#include
#include
#include
#include
#define Max 7
pthread_t E[Max];//从东方来的汽车。每辆汽车对应一个线程。
pthread_t W[Max];//从西方来的汽车
pthread_t S[Max];//从南方来的汽车
pthread_mutex_t s1;//线程互斥信号量，对应C路段
pthread_mutex_t s2; //线程互斥信号量，对应B路段
pthread_mutex_t s3; //线程互斥信号量，对应A路段
pthread_mutex_t s4; //线程互斥信号量，对应D路段
int i; void *s(void *a1) //南边来的汽车的线程执行体
{
int serialNum=*((int*)a1);//取当前汽车序号
pthread_mutex_lock(&s1);
printf("S %d enter C\n",serialNum);
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s1);
pthread_mutex_lock(&s2);
printf("S %d enter B\n",serialNum);
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s2);
pthread_mutex_lock(&s3);
printf("S %d enter A\n",serialNum);
sleep(2);
printf("S %d leave A\n",serialNum);
printf("!!!S finished one\n");
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s3);
}
void *e(void *a2) //东边来的汽车
{
int serialNum=*((int*)a2);
pthread_mutex_lock(&s2);
printf("E %d enter B\n",serialNum);
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s2);
pthread_mutex_lock(&s3);
printf("E %d enter A\n",serialNum);
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s3);
pthread_mutex_lock(&s4);
printf("E %d enter D\n",serialNum);
sleep(2);
printf("E %d leave D\n",serialNum);
printf("!!!E finished one \n");
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s4);
}
void *w(void *a3) //西边来的汽车
{
int serialNum=*((int*)a3);
pthread_mutex_lock(&s4);
printf("W %d enter D\n",serialNum);
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s4);
pthread_mutex_lock(&s1);
printf("W %d enter C\n",serialNum);
sleep(2);
printf("W %d leave C\n",serialNum);
printf("!!!W finished one \n");
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&s1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int c;
printf("Please input the integer number,less than 7: ");//车流量
scanf("%d",&c);
if( c > Max )
{
printf("You enter the wrong number,try again.\n");
exit(1);
}
int i1 = pthread_mutex_init(&s1,NULL); //线程互斥信号量创建及初始化
if(i1 != 0)
{
printf("Create error.");
exit(1);
}
int i2 = pthread_mutex_init(&s2,NULL);
if(i2 != 0)
{
printf("Create error.");
exit(1);
}
int i3 = pthread_mutex_init(&s3,NULL);
if(i3 != 0)
{
printf("Create error.");
exit(1);
}
int i4 = pthread_mutex_init(&s4,NULL);
if(i4 != 0)
{
printf("Create error.");
exit(1);
}
for(i = 1;i <= c; i++)
{
int* iaddr=&i;//汽车序号
pthread_create(&W[i-1],NULL,(void *)w,(void *)iaddr);//创建线程
pthread_create(&E[i-1],NULL,(void *)e,(void *)iaddr);
pthread_create(&S[i-1],NULL,(void *)s,(void *)iaddr);
sleep(5);
}
for(i = 0; i < c; i++)
{
pthread_join(W[i],NULL);//当前线程等待W[i]线程终止
pthread_join(E[i],NULL);
pthread_join(S[i],NULL);
}
exit(0); //main进程结束
}

实验截图：
实验总结：通过本次实验，更进一步认识死锁的发生条件和预防死锁
发生的方法，线程的种类，和线程创建及管理机制。死锁发生的条件
有互斥条件，占有且等待条件，不可抢占条件等。我们只要破坏死锁
发生条件之一我们就可以预防死锁的发生！本实验采用破坏占有且等
待条件预防死锁发生！