华工操作系统实验3实验报告及实验步骤详解Word下载.docx
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fork（）用于创建新的进程，所创建进程为当前进程的子进程，可以通过fork（）函数的返回值来控制进程是在父进程中还是在子进程中。
如果运行在父进程中，则返回PID为子进程的进程号，如果在子进程中，则返回的PID为0。
2.简述信号量的作用及使用方法。
作用：
多进程资源共享时，使用信号量，避免产生死锁。
使用方法：
信号量是一个整数；
大于或等于0时代表可供并发进程使用的资源实体数；
小于0时代表正在等待使用临界区的进程数；
用于互斥的信号量初始值应大于0；
只能通过P、V原语操作而改变。
【实验环境】
运行电脑系统：
win7
所用软件：
VMware9.0.0.0
模拟系统：
Ubuntu
实验内容
【实验过程】
（实验步骤、记录、数据、分析）
1、创建新的进程：
使用fork（）函数
查看运行进程&
换出某个进程：
使用execl换出进程，并且用PS来替换以达到查看进程的效果
杀死运行进程：
在父进程后使用kill函数
代码：
#include<
stdio.h>
sys/types.h>
unistd.h>
#include<
signal.h>
intmain（）
{
pid_tpid;
pid=fork（）;
//创建进程
if（pid==0）
{
printf（"
Iamthechild,mypidis%d!
\n"
getpid（））;
execl（"
/bin/ps"
"
ps"
r"
NULL）;
//查看进程和替换进程
}
else
sleep
（2）;
Iamtheparent,mypidis%d,mychildpidis%d!
getpid（）,pid）;
kill（getpid（）,SIGTERM）;
//杀死进程
Notkill"
）;
}
运行结果：
结果分析：
如图所示，在调用了fork（）函数后，程序先创建了子进程，然后进程被execl替换成ps,显示出了当前正在运行的进程，最后父进程运行，由于执行了kill（）函数，所以后面的printf里的内容并未打印出来。
2.采用写者优先重写P94的读者-写者问题，并通过一个读写序列，将算法与读者优先算法进行比较。
#include"
unistd.h"
stdio.h"
stdlib.h"
signal.h"
pthread.h>
pthread_mutex_trmutex;
//控制对rc的访问
pthread_mutex_twmutex;
//控制对wc的访问
pthread_mutex_treadDB;
//用于写进程对读进程的互斥
pthread_mutex_twriteDB;
//用于读进程对写进程互斥和写进程之间的互斥
intrc=0;
//正在读或者即将读的进程数目
intwc=0;
//即将写的进程数目
pthread_tntid;
voidread_data_base（）
pthread_ttid;
tid=pthread_self（）;
printf（"
reading,tidis%d\n"
（unsignedint）tid）;
sleep
（2）;
voidwrite_data_base（）
writing,tidis%d\n"
void*reader（void*ptr）
readercomeing,readytoread...\n"
）;
pthread_mutex_lock（&
wmutex）;
pthread_mutex_unlock（&
rmutex）;
rc=rc+1;
if（rc==1）
pthread_mutex_lock（&
readDB）;
read_data_base（）;
rc=rc-1;
if（rc==0）
pthread_mutex_unlock（&
return（（void*）0）;
void*writer（void*ptr）
writercomeing,readytowrite...\n"
wc=wc+1;
if（wc==1）
writeDB）;
write_data_base（）;
wc=wc-1;
if（wc==0）
intmain（void）
pthread_mutex_init（&
wmutex,0）;
rmutex,0）;
writeDB,0）;
readDB,0）;
pthread_create（&
ntid,NULL,reader,NULL）;
ntid,NULL,writer,NULL）;
pthread_exit（（void*）pthread_self（））;
exit（0）;
写者优先就是说当等待队列中既有读者又有写者时，优先完成写操作，从结果来看，代码是正确的。
对比读者优先和写者优先，可以看出，写者优先会比读者优先慢一些，这是因为写操作是不能同时运行，会降低并行度。
所以读者优先的效率会略高于写者优先。
3、编写一个使用线程并共享一个公共缓冲区的生产者-消费者问题。
但是，不要使用信号量或任何其他用来保护共享数据结构的同步原语。
直接让每个线程在需要访问时就访问。
使用sleep和wakeup来处理满和空的条件。
观察需要多长时间会出现比较严重的竞争条件。
例如，可以让生产者一会儿打印一个数字，每分钟打印不要超过一个数字，因为I/O会影响竞争条件。
（课本98页作业题53）
#defineMAX1000000000
#defineN5//缓冲区中的槽数目
pthread_mutex_tthe_mutex;
pthread_cond_tcondc,condp;
intcount=0;
void*producer（void*ptr）
inti;
for（i=1;
i<
=MAX;
i++）
if（count==N）
pthread_cond_wait（&
condp,&
the_mutex）;
count=count+1;
sleep
（1）;
if（i%60==0）
printf（"
running...%d\n"
count）;
if（count==1）
pthread_cond_signal（&
condc）;
void*consumer（void*ptr）
i<
if（count==0）
condc,&
count=count-1;
if（count==N-1）
condp）;
pthread_tpro,con;
the_mutex,0）;
pthread_cond_init（&
condc,0）;
condp,0）;
con,NULL,consumer,NULL）;
pro,NULL,producer,NULL）;
return0;
结果（运行了15分钟左右，此时程序并未停止，但却不再打印）：
代码会可能会出现竞争条件，其原因是对count的访问未加限制。
有可能出现如下情况：
缓冲区为空，消费者刚刚读取count的值发现它为0.此时调度程序决定暂停消费者并启动运行生产者。
生产者向缓冲区加入一个数据项，count加1。
现在count的值变成了1。
它推断认为由于count刚才为0，所以消费者此时一定在睡眠，此时生产调用pthread_cond_signal（&
condc）来唤醒消费者。
但是，消费者此时在逻辑上并未睡眠，所以信号丢失。
当消费者下次运行时，它将测试先前读到的conut值，发现它为0，于是睡眠。
生产者迟早会填满整个缓冲区，然后睡眠。
这样一来，两个线程将永远眨眼下去。
实验总结
指导教师评语及成绩
评语：
成绩：
指导教师签名：
批阅日期：
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