山东大学计算机学院操作系统实验报告Word文件下载.docx
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Java
开发工具：
EclipseLuna
操作系统：
Ubuntu14.04
二Project1建立线程系统
Task1.1实现KThread.join（）
1.要求
实现ImplementKThread.join（）函数。
注意：
其它的线程不必调用join函数，但是如果它被调用的话，也只能被调用一次。
对join函数第二次调用的执行结果是不被定义的（即使第二次调用的线程与第一次调用的线程不同）。
2.分析
Join函数的作用即为等待某线程运行完毕.当前线程（唯一一个正在运行的线程）A调用另一个线程（处于就绪状态）B的join函数时（A和B在Nachos中均为KThread类型对象）,A被挂起,直到B运行结束后,join函数返回,A才能继续运行。
3.方案
原KThread的join（）中的Lib.assertTrue（this!
=currentThread）已经实现线程只能调用一次join（）方法，根据要求，在调用join（）方法时，让当前运行线程休眠，并将当前运行的线程加入到一个阻塞队列中。
在线程结束时，finish（）函数循环唤醒所有被阻塞的线程。
4.实现代码
publicvoidjoin（）
{
Lib.debug（dbgThread,"
Joiningtothread:
"
+toString（））;
Lib.assertTrue（this!
=currentThread）;
booleanintStatus=Machine.interrupt（）.disable（）;
if（status!
=statusFinished）
waitForJoin.waitForAccess（currentThread）;
KThread.sleep（）;
}
}
publicstaticvoidfinish（）
Finishingthread:
+currentThread.toString（））;
Machine.interrupt（）.disable（）;
Machine.autoGrader（）.finishingCurrentThread（）;
Lib.assertTrue（toBeDestroyed==null）;
toBeDestroyed=currentThread;
currentThread.status=statusFinished;
KThreadwaitThread;
while（（waitThread=currentThread.waitForJoin.nextThread（））!
=null）
waitThread.ready（）;
sleep（）;
Task1.2利用中断提供原子性，直接实现条件变量
通过利用中断有效和无效所提供的原子性实现条件变量。
我们已经提供类似的例子用例实现信号量。
你要按此提供类似的条件变量的实现，不能直接利用信号量来实现（你可以使用lock，虽然它间接地调用了信号量）。
在你完成时要提供条件变量的两种实现方法。
你的第二种条件变量实现要放在nachos.threads.Condition2中。
threads.Lock类提供了锁以保证互斥.在临界代码区的两端执行Lock.acquire（）和Lock.release（）即可保证同时只有一个线程访问临界代码区.条件变量建立在锁之上,由threads.Condition实现,它是用来保证同步的工具.每一个条件变量拥有一个锁变量（该锁变量亦可被执行acquire和release操作,多个条件变量可共享同一个锁变量）.当处于临界区内的拥有某锁L的当前线程对与锁L联系的条件变量执行sleep操作时,该线程失去锁L并被挂起.下一个等待锁L的线程获得锁L（这个过程由调度程序完成）并进入临界区.当拥有锁L的临界区内的当前线程对与锁L联系的条件变量执行wake操作时（通常调用wake之后紧接着就是Lock.release）,等待在该条件变量上的之多一个被挂起的线程（由调用sleep引起）被重新唤醒并设置为就绪状态.若执行wakeall操作,则等待在该条件变量上的所有被挂起的线程都被唤醒.
condition.sleep采用waiter.P（）实现休眠（waitor是一个信号量）并将waitor放入信号量队列,在我们的实现中改成用KThread.sleep（）实现休眠并将当前线程放入线程队列,并在sleep函数开始/结尾处屏蔽/允许中断以保证原子性。
condition.wake中从等待信号量队列中取出信号量并对其进行V操作实现唤醒,在我们的实现中改成从线程队列中取出线程用KThread.ready（）实现唤醒（同样要在wake函数开始/结尾处屏蔽/允许中断）。
wakeall函数的实现依赖于wake（）.只需不断地wake直到队列为空为止.
privateThreadQueuewaitQueue=
ThreadedKernel.scheduler.newThreadQueue（false）;
privatebooleanhasWaiter=false;
publicvoidsleep（）
Lib.assertTrue（conditionLock.isHeldByCurrentThread（））;
waitQueue.waitForAccess（KThread.currentThread（））;
hasWaiter=true;
conditionLock.release（）;
KThread.sleep（）;
conditionLock.acquire（）;
Machine.interrupt（）.restore（intStatus）;
publicvoidwake（）
booleanintStatus=Machine.interrupt（）.disable（）;
KThreadthread=waitQueue.nextThread（）;
if（thread!
=null）
thread.ready（）;
else
hasWaiter=false;
Machine.interrupt（）.restore（intStatus）;
publicvoidwakeAll（）
Lib.assertTrue（conditionLock.isHeldByCurrentThread（））;
while（hasWaiter）
wake（）;
Task1.3实现waitUntil
通过实现waitUntil（intx）方法来完成Alarm类。
一个线程通过调用waitUntil函数来挂起它自己，直到now+x后才被唤醒。
在实时操作中，对线程是非常有用的，例如实现光标每秒的闪烁。
这里并不要求线程被唤醒后马上执行它，只是在它等待了指定时间后将它。
放入等待队列中。
不要通过产生任何附加的线程来实现waitUntil函数，你仅需要修改waitUntil函数和时间中断处理程序。
waitUntil函数并不仅限于一个线程使用，在任意时间，任意多的线程可以调用它来阻塞自己。
于Alarm类有关的是machine.Timer类.它在大约每500个时钟滴答使调用回调函数（由Timer.setInterruptHandler函数设置）.因此,Alarm类的构造函数中首先要设置该回调函数Alarm.timerInterrupt（）.
为了实现waitUntil,需要在Alarm类中实现一个内部类Waiter,保存等待的线程及其唤醒时间.在调用waitUntil（x）函数时,首先得到关于该线程的信息:
（线程:
当前线程,唤醒时间:
当前时间+x）,然后构造新的Waiter对象,并调用sleep操作使当前线程挂起.在时钟回调函数中（大约每500个时钟间隔调用一次）则依次检查队列中的每个对象。
如果唤醒时间大于当前时间,则将该对象移出队列并执行wake操作将相应线程唤醒。
classWaiter
Waiter（longwakeTime,KThreadthread）
this.wakeTime=wakeTime;
this.thread=thread;
privatelongwakeTime;
privateKThreadthread;
publicvoidwaitUntil（longx）
longwakeTime=Machine.timer（）.getTime（）+x;
Waiterwaiter=newWaiter（wakeTime,KThread.currentThread（））;
waitlist.add（waiter）;
System.out.println（KThread.currentThread（）.getName（）
+"
线程休眠，时间为：
"
+Machine.timer（）.getTime（）+"
应该在
"
+wakeTime+"
醒来."
）;
KThread.sleep（）;
publicvoidtimerInterrupt（）
Waiterwaiter;
for（inti=0;
i<
waitlist.size（）;
i++）
{
waiter=waitlist.remove（）;
if（waiter.wakeTime<
=Machine.timer（）.getTime（））
{
System.out.println（"
唤醒线程：
+waiter.thread.getName（）+"
，
时间为：
+Machine.timer（）.getTime（））;
waiter.thread.ready（）;
//线程进入就绪状态
}
else
waitlist.add（waiter）;
KThread.currentThread（）.yield（）;
privateLinkedList<
Waiter>
waitlist;
Task1.4用条件变量，不使用信号量，实现同步发送接收消息，speak，listen
使用条件变量来实现一个字长信息的发送和接收同步。
使用voidspeak（intword）和
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