2023年程序?qū)嶒?yàn)多線程編程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

程序?qū)嶒?yàn)二：11-多線程編程實(shí)驗(yàn)專業(yè)班級(jí)實(shí)驗(yàn)日期5．２１姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)一(ｐ28４：1１－thｒｅad.c）1、軟件功能描述創(chuàng)建３個(gè)線程,讓３個(gè)線程重用同一個(gè)執(zhí)行函數(shù)，每個(gè)線程都有５次循環(huán),可以當(dāng)作5個(gè)小任務(wù)，每次循環(huán)之間會(huì)有隨即等待時(shí)間(1－1０s）意義在于模擬每個(gè)任務(wù)到達(dá)的時(shí)間是的沒有任何的特定規(guī)律。2、程序流程設(shè)計(jì)3．部分程序代碼注釋（關(guān)鍵函數(shù)或代碼）＃incluｄe＜pthｒeaｄ.h＞＃inclｕde<stdio.h＞＃incluｄe<sｔｄlib.ｈ>＃deｆiｎeT＿NＵMBEＲ3#defineP_ＮUＭBER５#deｆineＴIME1０.０voｉｄ*thｒｄ_fｕnc(vｏid＊ａrg){ｉｎｔｔhrｄ＿nuｍ=(ｉnt)arg;ｉntdelay_ｔime=0;iｎｔcｏunｔ=０；pｒintf("Ｔhｒeａd%disstaｒaing＼n",thｒｄ＿num);for（count＝０;count<P_NUＭBEＲ;ｃount++）｛ｄｅlay＿tiｍｅ＝(int)（ｒaｎd()*TIMＥ／(ＲAND_MAX)）＋1;ｓｌeｅp(ｄｅlay_tiｍe）;ｐrｉｎｔf（"\tTH%d:ｊob%ｄdelay=%d\n",tｈｒd_num,cｏuｎt，delａy_tiｍe）;}prｉnｔf("%dｆiｎｉsheｄ\ｎ＂,ｔｈｒｄ_nｕm)；pthrｅａｄ_ｅxit(NULＬ）;}intmａｉｎ(){ptｈｒead＿tｔhrｅａd［Ｔ_ＮＵMBEＲ］;intnｏ＝0,res;ｖoid＊ｔhｒd_ret;ｓrand（time（NULL));foｒ（no=0；no＜Ｔ_NUMＢＥＲ；no++){res=pｔhreaｄ＿crｅatｅ(&thｒead［nｏ］,NＵＬL,ｔhrｄ_ｆｕnc,(vｏｉd*)no);iｆ(ｒes!=0）｛pｒinｔｆ（＂Ｃrｅaytｈ%dfaiｌd＼n"，ｎｏ);eｘit(res）;｝}ｐrintｆ(＂suｃceｓｓ\ｎwaitｉｎｇ\n＂）；ｆoｒ(nｏ=0;no<T_NＵMＢEＲ;no++){res=pthread_ｊoｉn(ｔｈrｅad[no],&tｈｒd＿ret);if(!ｒｅs){printf("t%dｊoinｅd\n",no）;}ｅｌse{ｐrintｆ（"T%djoｉneｄｆａilｄ\n＂,no）;}｝ｒｅturn０；}４．編譯、運(yùn)營(yíng)方法及結(jié)果(抓屏)5.結(jié)果分析由運(yùn)營(yíng)結(jié)果可以看出，創(chuàng)建線程、釋放資源按照順序,而每個(gè)線程的運(yùn)營(yíng)和結(jié)束是獨(dú)立與并行的。?實(shí)驗(yàn)二（ｐ28７:11-thread＿ｍutex.c)１、軟件功能描述在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上通過互斥鎖,使原本獨(dú)立,無(wú)序的多個(gè)線程可以按順序進(jìn)行2、程序流程設(shè)計(jì)3．部分程序代碼注釋（關(guān)鍵函數(shù)或代碼）#iｎclude<stdio．h>#ｉncluｄe<stｄlib.h＞＃ｉnclude＜pｔｈｒｅad．h＞#dｅfineＴHRＥAD_NUＭBＥR３/＊線程數(shù)*/#ｄefinｅREPＥＡT＿ＮUMBER3 ?/*每個(gè)線程的小任務(wù)數(shù)＊/＃ｄefｉneDELＡY＿TIMＥ_(tái)ＬＥVELS10.０ /＊小任務(wù)間的最大時(shí)間間隔＊/ｐthrｅａd＿mutｅx＿tｍutex;ｖoｉd＊ｔhrｄ_ｆunｃ(void*arg）/／線程函數(shù)例程｛iｎｔthrｄ_num=(iｎt）arg;inｔdeｌay＿tｉme=0,ｃounｔ＝0；ｉnｔres;／/互斥鎖上鎖reｓ=ｐthread_mutex_ｌock(&muteｘ）;if(res）{prｉｎtｆ("Threａd%disｓtarｔinｇ\n＂,thｒd_ｎum);pthreaｄ_exit(ＮULL);}ｐrinｔｆ(＂Thｒｅａd%ｄｉｓstａrtinｇ\n",tｈrｄ_num）；ｆｏr（coｕｎt=０;count＜REＰＥAＴ_ＮUＭBER;coｕnt++）{delay＿time=(iｎt）(ｒand（)*ＤELAＹ_ＴIME_LEＶＥLS/(RＡND_ＭＡＸ)）+1；ｓleeｐ(dｅlaｙ＿timｅ);priｎtf（＂\ｔThreａd%d:job%ddｅlay=%d\n＂,thrd_num,cｏunt，delaｙ_timｅ);}ｐrintf("Thread%ｄfinｉshｅd\n",tｈrd_ｎｕｍ）;ｐtｈread_ｅｘit(ＮULL);}iｎtmaｉn（vｏid)｛pthreａd＿tthread[TＨRＥAD_NUMBER]；intno=0，ｒｅs;void*thrd_ret;ｓranｄ(ｔimｅ(ＮULL));pthread＿mｕtex_inｉt(＆ｍutｅx,NULL);ｆor(ｎｏ=0;no<TＨREＡD_NＵＭＢEＲ；nｏ++）{res=pthreａd_ｃrｅate(＆ｔhread[no］,NＵLＬ,tｈrd_func，(vｏid＊)no);iｆ(res!=０)｛ｐｒｉｎtf（＂Createthread％dfailed＼ｎ＂，nｏ);ｅxit（reｓ)；}｝prｉｎtf（＂Crｅaｔetｈｒeadssucｃess\nＷａitｉngｆorthrｅadstofｉｎｉｓh..．\n")；/*這里的問題很奇怪，按照書上程序敲打,出現(xiàn)的線程一方面是2而非０,沒有按照書上所說(shuō):與創(chuàng)建順序相同,但是在這里體現(xiàn)了互斥性,由于后面的釋放資源程序從０開始，而一開始為線程2占用資源，所以無(wú)法釋放資源，導(dǎo)致程序卡死,最后修改為先釋放線程2的資源,之后則可以依次顯示*/for(no=2；no<THREAＤ＿NUMBＥR;nｏ--){res=pｔhread_jｏin(thread[no],&ｔhrd_ｒet);iｆ（!reｓ){pｒinｔｆ("Ｔhｒｅａｄ%ｄjoｉneｄ\n"，ｎo);}eｌｓｅ{printf(＂Ｔｈreａｄ%ｄjoinfaｉled\n",no）;}ｐthread_muteｘ_unlｏck（&mｕｔex）;}pthreaｄ＿mｕtex_destｒoy（&mutex);ｒｅturn0;}4.編譯、運(yùn)營(yíng)方法及結(jié)果(抓屏)5.結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)了互斥性,3個(gè)線程有序運(yùn)營(yíng)。?實(shí)驗(yàn)三（P291：11-thread_sｅm.c)1、軟件功能描述該程序在實(shí)驗(yàn)１的基礎(chǔ)上,用信號(hào)量同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)３個(gè)線程的有序執(zhí)行,運(yùn)用pv操作來(lái)控制執(zhí)行順序，達(dá)成執(zhí)行的順序和創(chuàng)建的順序剛好相反。2、程序流程設(shè)計(jì)3.部分程序代碼注釋(關(guān)鍵函數(shù)或代碼）……#incｌuｄe<stdｉｏ.h＞＃iｎclｕde＜sｔdlｉb．h＞＃inclｕde<pthread.h>＃inｃlｕdｅ＜ｓemaｐhorｅ.ｈ>＃definｅTHREAＤ_NUMＢＥR?３#dｅfｉneRＥPEAＴ_NUMBER 3#deｆineDEＬAY_ＴIＭE_LEVＥLS?10.0ｓeｍ_ｔsem[THＲＥAD_NUMBER];vｏid＊thrd_ｆｕnc(voｉd＊arg){ｉntthrｄ_num=(int）aｒg;intｄelay_ｔime=0;ｉntｃoｕnt=0;seｍ_waiｔ(&sem[ｔhrd_num]）;printf（＂Threａｄ％dｉssｔaｒtiｎg\ｎ",thrd_ｎum);fｏr（cｏunt＝０;count<RＥPＥAＴ＿NUMBＥＲ;ｃｏunt++){ｄelaｙ＿timｅ＝(int)(rａnd（)*DＥLＡY_TＩME_ＬＥVEＬS/（RANＤ_MAX))+１;slｅe(cuò)p（dｅlaｙ_time);printｆ("\tThread%ｄ：job％ddelay=%d\n＂，thrd_nｕm,count,delay_time);｝pｒintf("Threａｄ％dｆinisｈed＼ｎ"，ｔhｒd_nｕｍ);pthｒead_eｘｉｔ(ＮＵLL)；}iｎtmain(voｉｄ)｛ptｈread_tthread[TＨREＡD_NＵMBER];intnｏ=０,rｅs;void*tｈrd_ｒｅt；srand（tｉmｅ(NUＬL)）；ｆｏr(no＝０;no<THREAＤ_NＵMBＥＲ;no＋＋)｛sem_iｎit(&seｍ［no],0,0);ｒes=pｔhreaｄ＿create（&tｈｒｅad[ｎｏ],NULL,thrd_fｕnc,(voiｄ*)no);ｉf(rｅｓ！=0){pｒinｔｆ("Createthreａd％ｄfailed\n＂,nｏ）;ｅｘiｔ（ｒes);}}printf("Ｃｒｅateｔhｒｅａｄssｕccesｓ\nWaitinｇforｔｈｒeadｓｔｏfinish...\n")；ｓem_post（&ｓem［TＨREAＤ_NＵMBER－1］);for(ｎo＝ＴHREＡD_NＵＭBER-１；no>=0;no--）{ｒes=ptｈreａd_join(threａd[no]，＆tｈrd_reｔ）;if（！res){printｆ(＂Tｈread%ｄｊoｉneｄ＼n"，nｏ)；}eｌse｛pｒｉｎtf("Thread%ｄjoiｎｆailed\n",nｏ）;}sem＿pｏsｔ(&ｓem[(ｎo+ＴHREAD_NUMBEＲ-１)%THREAＤ_ＮＵＭＢER]);}ｆoｒ(no=０;nｏ＜TＨREAD_NＵＭBER;nｏ++){sem_destｒoy(&sｅm[ｎo]）;}ｒｅtuｒn０；｝編譯、運(yùn)營(yíng)方法及結(jié)果(抓屏）5.結(jié)果分析程序運(yùn)營(yíng)、結(jié)束都是按照順序進(jìn)行的,只是順序和創(chuàng)建的順序剛好相反。

實(shí)驗(yàn)四（ｐ295:11-thｒead_ａｔtｒ.c）1、軟件功能描述創(chuàng)建一個(gè)線程，具有綁定和分離屬性，主線程通過finｉｓｈ——ｆlag標(biāo)志變量來(lái)獲得線程結(jié)束的消息，不調(diào)用pthreａｄ＿join函數(shù)２、程序流程設(shè)計(jì)３.部分程序代碼注釋(關(guān)鍵函數(shù)或代碼)#ｉnclude＜ｓｔdｉo.h>＃inｃｌude<stｄliｂ.h>＃ｉncｌudｅ<pthrｅad．h>#dｅfｉｎｅREＰEＡT_NＵＭＢER ３#deｆinｅDELAY＿TＩＭＥ_(tái)LEVＥLS?1０.０ｉntｆinｉsｈ_flaｇ＝0;voiｄ*thrd_func(vｏｉd*arg){ｉntｄeｌay_ｔｉme=0；intcｏunt=0;pｒintf("Ｔhisstartiｎｇ＼ｎ＂)；ｆor(count=0；ｃｏｕnt<RＥPEＡＴ＿ＮＵMBER；coｕnｔ+＋){delay_ｔiｍe=(ｉnｔ)(ｒand（）*ＤELAY_ＴIME_LＥVＥLS/(RＡNＤ_MAX)+1)；sｌｅe(cuò)ｐ(deｌａy_tiｍe)；ｐrintf("＼tTh:joｂ%ｄｄｅlａy=%ｄ\n＂,coｕnt,delａy＿tiｍe);}priｎｔｆ(＂Tｈｆinisheｄ\ｎ"）;fｉnish_ｆlag=１;pthread_exｉｔ(NULＬ);｝intｍain(void){pｔｈｒeａd_tthｒeaｄ;ｐtｈread＿attｒ＿tatｔr;inｔno＝０，res;void*thrd_ｒet;sranｄ（ｔime(NULＬ))；ｒes=pthｒeaｄ_attr_iniｔ（＆attｒ);if（rｅｓ!=0)｛printｆ（"Creatｅatｔｒiｂuteｆaileｄ\n＂);eｘit(res);}reｓ=pthrｅａd_aｔｔｒ_ｓetscoｐe(＆atｔr,PTHRＥAＤ＿SCＯPＥ_(tái)ＳＹSTＥM);rｅｓ+=ｐthreaｄ＿aｔtｒ_seｔdetachsｔate(＆aｔｔr，PTＨＲEＡD_CＲEATＥ_(tái)ＤETＡＣHＥD)；ｉｆ(ｒes!=0）{pｒｉｎtｆ("Ｓettingａt(yī)tributｅfaｉlｅｄ\n");exit(res)；｝rｅｓ=pｔhｒｅad_creatｅ(＆th，&aｔtr,tｈrd_func，NULＬ）;ｉｆ（res!=0）｛pｒintf("Createthｆaiｌｅd\n");exｉt(rｅs)；｝ｐthreaｄ_attr＿deｓtｒoy(&attｒ);prinｔf（"Createthsucceｓs＼n")；whiｌe（!ｆinish_ｆlag）{priｎtｆ("Wａiｔingforｔhtofiｎisｈ...\n");sｌeep（２）；}retuｒｎ０；｝4．編譯、運(yùn)營(yíng)方法及結(jié)果（抓屏)5.結(jié)果分析由結(jié)果可以看出，這個(gè)創(chuàng)建的線程具有綁定好而分離屬性,并且主線程通過一個(gè)fｉｎish＿gｌａｇ標(biāo)志變量賴獲得線程結(jié)束的消息，但是線程在運(yùn)營(yíng)結(jié)束之后似乎沒有收回系統(tǒng)資源,由于程序運(yùn)營(yíng)前和程序運(yùn)營(yíng)后使用“free”命令查看內(nèi)存使用情況，發(fā)現(xiàn)使用的內(nèi)存并不一致。?實(shí)驗(yàn)五（p２98：１1－prｏｄｕcer-cusｔomｅr.c）1、軟件功能描述信號(hào)量的意義,在程序生產(chǎn)中和消費(fèi)過程中是進(jìn)行的,并且生產(chǎn)者的速度比消費(fèi)者的速度平均快兩倍。生產(chǎn)者一次生產(chǎn)一個(gè)單元產(chǎn)品，消費(fèi)者一次消費(fèi)一個(gè)單元的產(chǎn)品。2、程序流程設(shè)計(jì)３．部分程序代碼注釋（關(guān)鍵函數(shù)或代碼）＃iｎclude<stｄio．h>#ｉｎｃlude<stdlｉb.h＞#ｉnｃludｅ<unistd.h＞#ｉｎcluｄe＜fｃntｌ.h>＃include＜pｔｈｒeaｄ.ｈ>#ｉncluｄｅ<ｅrrｎｏ.h>＃incｌｕde＜seｍaphore．h>#inclｕｄe<sys/ipc.h>#definｅMＹFＩＦO?"mｙfifｏ"＃definｅ?BUFFER_ＳIＺE 3#define?ＵNIT_SIZE?5#defiｎe RUN_TＩMＥ?３0#defｉｎe DELAＹ＿ＴIME＿LEVELS 5．0ｉntｆd；tiｍｅ_tenｄ_tiｍe;?sem_tmutex,ｆｕll,aｖaiｌ；ｖｏid*producｅr（ｖoｉd*ａrg){ｉntreaｌ_wｒiｔｅ;intdeｌay_time=0;ｗhile(timｅ（NUＬL)<ｅnd＿time）{delａｙ_ｔｉme=（iｎｔ）(rａnd()*ＤEＬAY_TIME＿LEVＥLＳ/（RＡND＿M(jìn)ＡX）/2．0)+1；sleep(dｅlaｙ_tｉme);sｅｍ_ｗait（&ａvail);sｅm_wａit(&ｍutｅx);priｎtf("\nProｄucer:delaｙ=％d\ｎ",delay＿tiｍｅ)；ｉf((real＿write＝ｗrite（fd,"hello",UＮIT＿SIＺE))=＝-1){if(ｅrrno==EAGAIN){pｒintf("TｈｅFIFOhasnotbｅｅnreadｙet.Ｐl(wèi)easetryｌatｔer＼n");｝}ｅlｓe{ｐrintf("Wrｉte%dtothｅFIFO\n",rｅal_write)；｝seｍ＿ｐoｓt(&ｆulｌ)；sem_ｐｏｓt(&muｔex);}ｐtｈrｅad＿exit(NULL);}voｉｄ*cｕstoｍｅｒ(voｉｄ*arg）{unsignedcｈarread＿bｕｆfｅr[UＮIＴ_SIZE];intｒeal＿read;intdｅｌay＿ｔime;wｈile(timｅ（NＵLL）<enｄ_timｅ){ｄelay_time＝(inｔ)(rand()*DEＬＡY_TＩMＥ_(tái)LＥＶＥLS/（RAND＿M(jìn)AＸ）)+１;sleep(ｄelay_ｔiｍe);sem_waｉt（&fｕｌl);sem_wait(＆muｔex）；memset(ｒead_buｆfｅr,0，UNIT＿SIＺE);prinｔｆ(＂\nCuｓtoｍer：ｄelａｙ=%ｄ\ｎ",delaｙ_tｉｍe)；if(（ｒeaｌ_reaｄ=rｅａd(fd,reaｄ_bｕffer，ＵＮIT_SIZＥ)）==-1){ｉf(eｒrｎo＝=EＡGAIN）｛prinｔf（"Nｏdatａｙｅｔ\n")；}}printf（＂Ｒeａｄ%sfroｍFIFＯ\ｎ"，ｒeａｄ_buｆfｅr）;sem＿ｐost(＆aｖail);ｓｅm_post(&mｕｔex);}pthreａｄ_ｅｘi