实验七 线程的同步与互斥

1、实验七 线程的同步与互斥一.实验目的：线程是现代操作系统中的重要概念之一。引入线程后，操作系统分配资源还是以进程为单位，但处理机却不再以进程，而是以线程为单位进行分配。引入线程后，不但能有效提高系统中程序的并发道数，而且还能减少系统并发操作带来的切换开销。我们知道，为了对并发的线程（进程）进行同步与互斥，各种操作系统都相继添加了对互斥体、信号量机制的支持。通过该实验，体会线程的同步与互斥，并进一步理解临界资源的互斥访问、信号量的使用方法等，从而体会操作系统对线程（进程）的同步、互斥的处理能力。二.实验要求：在老师的指导下完成实验。要求写出实验的具体步骤，给出实验结果，解释实验中出现的现象。三实

2、验题目：1.建立两个飞机售票点，用线程shop1和shop2表示它们。Shop1、shop2各自进行自己的售票活动（即它们的售票活动是并发的）。假如一趟班机有座位200个，所能售的飞机票标号应为200，199，198，1。在该实验中，先让两个售票点各自不加控制地进行独立售票，则可能会发生与实际不相符的混乱情况，甚至还可能售出标号为0的票。请在Visual C+下用代码实现该实验，想一想，得出这样的实验结果是为什么？程序代码如下：#include<stdio.h>#include<afxmt.h>DWORD WINAPI Shop1();DWORD WINAPI Shop

3、2();int tickets=200;/有200张飞机票待售int main()/开启两个线程开始售票HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop1,NULL,0,NULL);HANDLE hThread2=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop2,NULL,0,NULL);Sleep(10000);CloseHandle(hThread1);CloseHandle(hThread2);Sleep(1000);return 0;/定义售票点1DWORD

4、 WINAPI Shop1()while(1)if(tickets>0)Sleep(1);printf("Shop1 is selling a ticket:%dn.n",tickets);tickets-;elsereturn 0;/定义售票点2DWORD WINAPI Shop2()while(1)if(tickets>0)Sleep(1);printf("Shop2 is selling a ticket:%dn.n",tickets);tickets-;elsereturn 0;实验结果如下：实验现象分析：为了完成售票任务建立了两个售

5、票点作为进程，线程售票点1开启售某一张固定的票时，由于并发控制，售票点2也会检测到该张票，导致两个售票点卖出了同一张票，这在实际操作中是不应该发生的问题，由此引发了第二种方案，对其采用临界区加以控制2.针对上面两个售票点shop1、shop2的售票活动，我们通过一个临界区加以控制，使得售出的票不会有不符合实际的票号出现。建立两个飞机售票点，两个售票点并发卖票，但在卖票中加以控制（采用临界区） 程序代码如下：#include<stdio.h>#include<afxmt.h>DWORD WINAPI Shop1();DWORD WINAPI Shop2();int tic

6、kets=200; /有200张飞机票待售CRITICAL_SECTION g_cs;/声明一个临界区类的对象g_csint main()InitializeCriticalSection(&g_cs);/初始化临界区对象，然后开启两个线程开始售票HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop1,NULL,0,NULL);HANDLE hThread2=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Shop2,NULL,0,NULL);/延时10000毫秒，然后再

7、退出Sleep(10000);CloseHandle(hThread1);CloseHandle(hThread2);/退出两个售票进程，然后终止主线程Sleep(1000);DeleteCriticalSection(&g_cs);/使用完临界区对象之后，要将其销毁return 0;/定义售票点1DWORD WINAPI Shop1()while(1)EnterCriticalSection(&g_cs);/每次卖票前都要先进入临界区if(tickets>0)Sleep(1);printf("Shop1 is selling a ticket:%dn.n&qu

8、ot;,tickets);tickets-;LeaveCriticalSection(&g_cs);/每次卖票后都要退出临界区elseLeaveCriticalSection(&g_cs); /每次卖票后都要退出临界区/定义售票点2DWORD WINAPI Shop2()while(1)EnterCriticalSection(&g_cs); /每次卖票前都要先进入临界区if(tickets>0)Sleep(1);printf("Shop2 is selling a ticket:%dn.n",tickets);tickets-;LeaveCr

9、iticalSection(&g_cs); /每次卖票后都要退出临界区elseLeaveCriticalSection(&g_cs); /每次卖票后都要退出临界区实验结果如下：实验结果分析：由于实验一的不正常售票，实验二采用临界区进行管理，相当于给每个要进入临界区的进程进行加锁和解锁操作（初始状态是打开的）。实验模拟过程是当有进程正在运行中时，即锁未开时，则必须等待，直至锁被打开；反之，当锁是打开时，则应该立即拔起锁上，以阻止其他进程进入临界区。保证了对锁的测试和关锁操作的连续性和完整性，有效地保证了两个进程的互斥。四.实验小结通过本次实验，了解进程同步和互斥的两种形式，使并发执行的进程之间能够按照一定的规则共享系统资源，并对临界资源的互斥访问进行学习和掌握其管理的规则，在实验二中采用的就