西北工業(yè)大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四

1、實(shí)驗(yàn)四進(jìn)程與線程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?理解進(jìn)程的獨(dú)立空間；2理解線程的相關(guān)概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1、查閱資料，掌握進(jìn)程創(chuàng)立和構(gòu)造的相關(guān)知識(shí)和線程創(chuàng)立和構(gòu)造的相 關(guān)知識(shí)，了解C語言程序編寫的相關(guān)知識(shí)；2、理解進(jìn)程的獨(dú)立空間的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1編寫一個(gè)程序，在其 main 函數(shù)中定義一個(gè)變量 shared ，對(duì) 其進(jìn)行循環(huán)加 / 減操作，并輸出每次操作后的結(jié)果；2使用系統(tǒng)調(diào)用 fork 創(chuàng)立子進(jìn)程，觀察該變量的變化； 3修改程序把 shared 變量定義到 main 函數(shù)之外，重復(fù)第 2步操作，觀察該變量的變化。3、理解線程的實(shí)驗(yàn)步驟 1編寫一個(gè)程序，在其 main 函數(shù)中創(chuàng)立一個(gè)或多個(gè)線 程，觀察該線程

2、是如何與主線程并發(fā)運(yùn)行的。輸出每次操作后的結(jié)果；2在 main 函數(shù)外定義一個(gè)變量 shared 全局變量，在 main 中創(chuàng)立一個(gè)線程，在 main 中和新線程 shared 進(jìn)行循環(huán)加 / 減操作，觀察 該變量的變化；(3) 修改程序把 shared變量定義到 main ()函數(shù)之內(nèi)，重復(fù)第(2)步操作，觀察該變量的變化。4、對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析總結(jié)，給出詳細(xì)步驟；(1) 觀察上述進(jìn)程執(zhí)行結(jié)果，并分析原因；(2) 提交源程序清單，并附加流程圖與注釋。三、實(shí)驗(yàn)過程1、進(jìn)程的與線程的創(chuàng)立和構(gòu)造(1).進(jìn)程的創(chuàng)立和構(gòu)造進(jìn)程簡單來說就是在操作系統(tǒng)中運(yùn)行的程序，它是操作系統(tǒng)資源管理的 最小單位。但

3、是進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的實(shí)體，它是程序的一次執(zhí)行過程。進(jìn)程 和程序的區(qū)別在于：進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是運(yùn)行中的程 序，而程序是一些保存在硬盤上的可執(zhí)行代碼。新的進(jìn)程通過克隆舊的程序(當(dāng)前進(jìn)程)而建立。fork()?和？clone()(對(duì)于線程)系統(tǒng)調(diào)用可用來建立新的進(jìn)程。(2)線程的創(chuàng)立和構(gòu)造線程也稱做輕量級(jí)進(jìn)程。就像進(jìn)程一樣，線程在程序中是獨(dú)立的、并發(fā) 的執(zhí)行路徑，每個(gè)線程有它自己的堆棧、自己的程序計(jì)數(shù)器和自己的局部 變量。但是，與獨(dú)立的進(jìn)程相比，進(jìn)程中的線程之間的獨(dú)立程度要小。它 們共享內(nèi)存、文件句柄和其他每個(gè)進(jìn)程應(yīng)有的狀態(tài)。線程的出現(xiàn)也并不是為了取代進(jìn)程，而是對(duì)進(jìn)程的功能作了擴(kuò)展。進(jìn)

4、程 可以支持多個(gè)線程，它們看似同時(shí)執(zhí)行，但相互之間并不同步。一個(gè)進(jìn)程 中的多個(gè)線程共享相同的內(nèi)存地址空間，這就意味著它們可以訪問相同的 變量和對(duì)象，而且它們從同一堆中分配對(duì)象。盡管這讓線程之間共享信息 變得更容易，但你必須小心，確保它們不會(huì)阻礙同一進(jìn)程里的其他線程。線程與進(jìn)程相似，是一段完成某個(gè)特定功能的代碼，是程序中單個(gè)順序 的流控制，但與進(jìn)程不同的是，同類的多個(gè)線程是共享同一塊內(nèi)存空間和 一組系統(tǒng)資源的，而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的存放器數(shù)據(jù)，以 及一個(gè)供程序執(zhí)行時(shí)使用的堆棧。所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個(gè)線程，或者在各個(gè) 線程之間切換時(shí)，負(fù)擔(dān)要比進(jìn)程小得多，正因如此，線程也被稱為輕型進(jìn) 程(l

5、ight-weight process )。一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程。2 、理解進(jìn)程的獨(dú)立空間流程圖如下所示：(1)編寫一個(gè)程序，在其 main ()函數(shù)中定義一個(gè)變量 shared，對(duì)其進(jìn)行循環(huán)加/減操作，并輸出每次操作后的結(jié)果源程序如下所示#in elude <stdio.h>int mai n()int shared=1;shared+;printf("%dn", shared);shared-;prin tf("%dn", shared);shared+;prin tf("%dn", shared);shared

6、-;prin tf("%dn", shared);return 0;運(yùn)行結(jié)果如下圖：(2)使用系統(tǒng)調(diào)用fork ()創(chuàng)立子進(jìn)程，觀察該變量的變化添加進(jìn)程創(chuàng)立語句后，程序運(yùn)行結(jié)果如下，子進(jìn)程和父進(jìn)程都執(zhí)行了 操作，且彼此之間對(duì)于同一個(gè)變量shared的自加操作互不影響。代碼如下列圖所示：運(yùn)行結(jié)果如下列圖所示：(3) 修改程序把shared變量定義到main ()函數(shù)之外，重復(fù)第(2) 步操作，觀察該變量的變化。當(dāng)把shared放到主函數(shù)之外時(shí)，運(yùn)行結(jié)果和內(nèi)部時(shí)相比，并未 發(fā)生變化。3、理解線程流程圖如下所示：Sleep 1 SShared+ 輸出Shared的值，結(jié)束/開始l

7、丿創(chuàng)立主進(jìn)程開始 設(shè)置全局變量創(chuàng)立線程Sleep 1 SShared+輸出Shared的值結(jié)朿(1)編寫一個(gè)程序，在KmiinJ ()函數(shù)中創(chuàng)立一個(gè)(或多個(gè))線程，觀察該線程是如何與主線程并發(fā)運(yùn)行的。輸出每次操作后的結(jié)果源代碼局部如下所示:運(yùn)行結(jié)果如下列圖所示:原文鏈接:(2) Linux開發(fā)模式與FreeBSD開發(fā)模式的比擬。(2)在ma in ()函數(shù)外定義一個(gè)變量 shared (全局變量)，在mai n()中 創(chuàng)立一個(gè)線程，在main()中和新線程shared進(jìn)行循環(huán)加/減操作，觀察該變量的變化源代碼如下所示:運(yùn)行結(jié)果如下列圖所示:(3)修改程序把shared變量定義到main ()函

8、數(shù)之內(nèi)，重復(fù)第(2)步操作，觀察該變量的變化局部代碼截圖如下:在這種情況下，直接編譯，會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，截圖如下:prutit-us 1proeeii2.£t. tt hrudd2process11對(duì)fffOJk句的使用|夠熟練和清process?process.cthreadl, cthred3 1.root*root 曹 “葉的D四t、 root* root W Ist hi edtlJ_2. c；使用的過程root# ncc -Ipthread -d thread3_l thre«d3 1.cthiTEd學(xué)習(xí)和彌1補(bǔ)缺乏titm 1 thr_fnT: thread 1, c ： 10 ： error : 1 shared ' undue(first use in this funct ioti)1 , c ： 10 ： error : ( EacB Rindflc lard ident i f i er is reported onl ducp thread3_l ,c :實(shí)驗(yàn)過程中，交磴h很重、要ioi不過還是要w i強(qiáng)自 root