u201014434曾三桀-(2).doc
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课程实验报告
课程名称：
线程控制实验
专业班级：
计算机1109班
学号：
U201014434
姓名：
曾三桀
报告日期：
2013-12-8
计算机科学与技术学院
目的和要求：
通过本实验掌握在Linux操作系统中遵循Posix线程标准接口进行多线程程序编程，熟练掌握线程的创建pthread_create（），线程终止pthread_exit（），等待线程合并pthread_join（）等线程控制的操作，利用信号量或者互锁实现线程间的同步。
实验内容：
问题：
求100000个浮点数（精确小数点右4位）的平均值（和、最大值、最小值）
流程图：
步骤：
1、随机生成100000个浮点数；
2、创建4个子线程，分别求25000个浮点数之和；
3、完成100000个浮点数之和并打印结果；
4、统计多线程并发执行完成计算的时间；
5、写一个单线程程序，同样完成10万个随机数求和的计算，统计计算时间，并和前面的结果对比；
6、让单线程程序睡眠四秒钟、多线程程序各子线程睡一秒的条件下（两程序的总睡眠时间相同），对比执行结果；
7、分析两次对比结果的差异，写出自己的见解；
多线程程序代码：
//multithread.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMAX100000000
doublesum=0.0;
pthread_mutex_tmutex;//pthread_mutex_t
inti;
voidthread_child1（void）
{
for（i=0;i<250000;i++）{
pthread_mutex_lock（&mutex）;
sum+=（rand（）*1.0）/MAX;
pthread_mutex_unlock（&mutex）;
}
//sleep
（1）;
}
intmain（void）
{
structtimevalbegin,end;
doubleperiod;
pthread_tchild1,child2,child3,child4;
intret1,ret2,ret3,ret4;//四个子线程
pthread_mutex_init（&mutex,0）;
gettimeofday（&begin,NULL）;//开始运行时间
//创建子线程
ret1=pthread_create（&child1,NULL,（void*）thread_child1,NULL）;
ret2=pthread_create（&child2,NULL,（void*）thread_child1,NULL）;
ret3=pthread_create（&child3,NULL,（void*）thread_child1,NULL）;
ret4=pthread_create（&child4,NULL,（void*）thread_child1,NULL）;
if（ret1!
=0||ret2!
=0||ret3!
=0||ret4!
=0）
{
printf（"Createpthread_childfaulure!
!
!
\n"）;
exit
（1）;
}
//以下为合并线程
pthread_join（child1,NULL）;
pthread_join（child2,NULL）;
pthread_join（child3,NULL）;
pthread_join（child4,NULL）;
gettimeofday（&end,NULL）;//结束运行时间
period=1000000*（end.tv_sec-begin.tv_sec）+end.tv_usec-begin.tv_usec;
period/=1000000;//运算时间为微秒
printf（"multithreadRuntime:
%.9fseconds\n",period）;
printf（"Thesumis:
%.4f\n",sum）;
return0;
}
运行结果：
多线程有睡眠运行结果：
单线程程序代码：
//singlethread.c
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMAX100000000
doublesum=0.0;
inti;
voidthread_child（void）
{
for（i=0;i<1000000;i++）
sum+=（rand（）*1.0）/MAX;
//sleep（4）;
}
intmain（void）
{
structtimevalbegin,end;
doubleperiod;
pthread_tchild;
intret;//子线程标号
gettimeofday（&begin,NULL）;//开始运行时间
//创建子线程
ret=pthread_create（&child,NULL,（void*）thread_child,NULL）;
if（ret!
=0）
{
printf（"Createpthread_childfaulure!
!
!
\n"）;
exit
（1）;
}
pthread_join（child,NULL）;
gettimeofday（&end,NULL）;//运行结束时间
period=1000000*（end.tv_sec-begin.tv_sec）+end.tv_usec-begin.tv_usec;
period/=1000000;//运算时间为微秒
printf（"SinglethreadRuntime:
%.9fseconds\n",period）;
printf（"Thesumis:
%.4f\n",sum）;
return0;
}
运行结果：
单线程无睡眠运行结构：
结果分析：
无睡眠时，多线程所需时间比单线程略微多一点；由于该实验是十万数的计算，均依靠CPU，所以多线程并没有优势，反而在切换线程的时候多消耗了部分时间；但由于计算机产生的数不同，可能与预测的时间大小比较有一点点出入。
有睡眠时，多线程时间明显少很多；这是由于多线程运行时，当有某一程序睡眠时可让其他线程运行因此节省了很多时间。
参考文献：
MultithreadedProgrammingAssignment.pdf
MultithreadedProgrammingGuide.pdf
心得体会：
通过这次实验，我对于Linux下的编程有了一个初步的了解（vi编辑器好像很好用），并且较为熟练地掌握了程序的编译执行过程。
通过比较这次实验的结果，我充分认识到了“纸上得来终觉浅”，学以致用才能更好地帮助我理解；从运行结果图可以看出，多线程程序并不一定比单线程程序快了很多，反而由于切换线程可能导致多余的消耗时间。
这次试验的经验有利于我在今后的学习中编写出更优秀的代码。
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