操作系统实验报告—Windows线程同步机制.pdf

2012-2013学年第一学期计算机操作系统实验报告专业：班级：学号：姓名：提交日期：天津科技大学——操作系统Windows线程同步机制【开发语言及实现平台或实验环境】C++/C#MicrosoftVisualStudio6.0/MicrosoftVisualStudio.NET【实验目的】(1)了解Windows线程同步机制；(2)了解互斥体，并通过查阅资料理解互斥体对象的使用方法；(3)了解事件，并通过查阅资料理解事件对象的使用方法；(4)了解关键区，并通过查阅资料理解关键区对象的使用方法；(5)了解信号量，并通过查阅资料理解信号量对象的使用方法；(6)利用Windows线程同步机制，模拟生产者消费者问题。【实验要求】(1)逐程序进行简要分析、运行各程序并仔细阅读注释；(2)查阅MSDN或其他资料，掌握相关系统调用使用方法和参数含义；(3)完成实验报告。【实验步骤】(1)阅读和理解2-1(mutex).cpp文件中的程序，运行2-1(mutex).cpp，认真观察结果。然后将两个子函数中注释掉的Sleep语句让其可用，再多次运行，认真观察结果，不会出现销售异常情况。比较修改程序前后运行结果发生的变化，并分析其原因。(2)2-2(event).cpp、2-3(critical_section).cpp的处理方式同(1)。(3)阅读和理解2-4(Producer_Consumer).cpp文件中的程序，运行2-4(Producer_Consumer).cpp，认真观察结果，先生产后消费。然后将两个子函数中注释掉的while语句让其可用，再多次运行，认真观察结果，生产者和消费者保持同步。比较修改程序前后运行结果发生的变化，并分析其原因。(4)阅读和理解2-4(Producer_Consumer)1.cpp文件中的程序，运行2-4(Producer_Consumer)1.cpp，认真观察结果。【实验结果与分析】1.（1）多次运行2-1(mutex).cpp后，其中之一的执行结果如下图：天津科技大学——操作系统（2）多次运行修改之后的2-1(mutex).cpp，其中之一的执行结果如下图：天津科技大学——操作系统分析：修改之前，在指定暂停的时间Sleep(1000)内，thread1和thread2随机售票，出现多种情况；将两个子函数中注释掉的Sleep（1）语句让其可用后，thread1和thread2交替售票，即thread1在其暂停的时间Sleep(1)内，thread2获得了对共享对象hMutex的所有权，开始售票，同理当thread2在其暂停的时间Sleep(1)内，thread1获得了对共享对象hMutex的所有权，开始售票，这样thread1和thread2就实现了交替售票。2.（1）多次运行2-2(event).cpp后，其中之一的执行结果如下图：天津科技大学——操作系统（2）多次运行修改之后的2-2(event).cpp，其中之一的执行结果如下图：3.（1）多次运行2-3(critical_section).cpp后，其中之一的执行结果如下图：天津科技大学——操作系统（2）多次运行修改之后的2-3(critical_section).cpp，其中之一的执行结果如下图：天津科技大学——操作系统分析：以上2-2(event).cpp、2-3(critical_section).cpp的分析与2-1(mutex).cpp相同。4.（1）运行2-4(Producer_Consumer).cpp后，执行结果如下图：（2）多次运行修改之后的2-4(Producer_Consumer).cpp，其中之一的执行结果如下图：分析：修改之前，在指定暂停的时间Sleep(20)内，Producer和Consumer只能执行一次；将两个子函数中注释掉的while语句让其可用后，Producer和Consumer在暂停的时间Sleep(20)内，随机循环获得共享对象的所有权，进行生产或者消费。从而出现多种结果。天津科技大学——操作系统5.运行2-4(Producer_Consumer)1.cpp后，执行结果如下图：【实验思考及总结】进程同步包括进程的互斥和进程的同步两个方面，是操作系统管理共享资源的一种手段。一、用PV操作实现进程的互斥，只要用一个信号量与一组相关临界区联系起来，信号量的初值定义为“1”。每个进程要进入临界区之前调用P操作，测试自己是否可以立即进入临界区；执行完临界区的程序段后，调用V操作表示自己退出临界区。二、用PV操作实现进程的同步时应定义一组信号量，其中每个信号量与一个消息对应，根据各个消息量的物理含意确定初值。进程通过调用P操作来测定自己需要的消息是否到达，通过调用V操作把其它进程需要的消息发送出去。多线程设计优点：