操作系統(tǒng)實驗

1、南京工程學院上機實 驗 報 告 課 程 名 稱： 操作系統(tǒng) 實驗項目名稱： 基于線程的編程技術 學生班級： 數(shù)字媒體143 學生學號： 202140703 學生姓名： 汲靜 指導教師： 彭煥峰 實 驗 時 間： 實 驗 地 點： 信息樓專業(yè)機房 實驗成績評定： 2016-2017-1學期一、實驗目的及要求熟悉基于多線程的編程技術，編程實現(xiàn)簡單的多線程編程實例。要求采用Java等某一種編程語言實現(xiàn)2個多線程編程實例。二、實驗相關知識簡介線程是近年來操作系統(tǒng)領域出現(xiàn)的一個非常重要的機制和技術，其重要程度不亞于進程。線程機制可以提高程序執(zhí)行的效率，而且也方便用戶編程，不但適用于多機系統(tǒng)，對大多數(shù)單C

2、PU的個人計算機也同樣帶來好處，因此當代操作系統(tǒng)都支持線程。在操作系統(tǒng)中，進程的引入提高了計算機資源的利用效率。但在進一步提高進程的并發(fā)性時，人們發(fā)現(xiàn)進程切換開銷占的比重越來越大。傳統(tǒng)的進程不能很好的利用多處理器，因為一個進程在某個時刻只能使用一個處理器，進程間通信的效率受到限制。引入線程的目的：減?。ㄟM程/線程）上下文切換開銷；更好支持多處理器，達到最大程度的并行；簡化進程間的通信。 三、關鍵程序代碼分析(一) 程序11. 問題描述答：啟動3個線程打印遞增的數(shù)字, 線程1先打印1,2,3,4,5, 然后是線程2打印6,7,8,9,10, 然后是線程3打印11,12,13,14,15. 接著再

3、由線程1打印16,17,18,19,20.以此類推, 直到打印到302. 關鍵代碼分析答：package lalala;public class NumberPrintDemo / n為即將打印的數(shù)字 private static int n = 1; / state=1表示將由線程1打印數(shù)字, state=2表示將由線程2打印數(shù)字, state=3表示將由線程3打印數(shù)字 private static int state = 1; public static void main(String args) final NumberPrintDemo pn = new NumberPrintDem

4、o(); new Thread(new Runnable() public void run() / 3個線程打印75個數(shù)字, 單個線程每次打印5個連續(xù)數(shù)字, 因此每個線程只需執(zhí)行5次打印任務. 3*5*5=75 for (int i = 0; i < 2; i+) / 3個線程都使用pn對象做鎖, 以保證每個交替期間只有一個線程在打印 synchronized (pn) / 如果state!=1, 說明此時尚未輪到線程1打印, 線程1將調用pn的wait()方法, 直到下次被喚醒 while (state != 1) try pn.wait(); catch (InterruptedE

5、xception e) e.printStackTrace(); / 當state=1時, 輪到線程1打印5次數(shù)字 for (int j = 0; j < 5; j+) / 打印一次后n自增 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n+); System.out.println(); / 線程1打印完成后, 將state賦值為2, 表示接下來將輪到線程2打印 state = 2; / notifyAll()方法喚醒在pn上wait的線程2和線程3, 同時線程1將退出同步代碼塊, 釋放pn

6、鎖. / 因此3個線程將再次競爭pn鎖 / 假如線程1或線程3競爭到資源, 由于state不為1或3, 線程1或線程3將很快再次wait, 釋放出剛到手的pn鎖. / 只有線程2可以通過state判定, 所以線程2一定是執(zhí)行下次打印任務的線程. / 對于線程2來說, 獲得鎖的道路也許是曲折的, 但前途一定是光明的. pn.notifyAll(); , "線程1").start(); new Thread(new Runnable() public void run() for (int i = 0; i < 5; i+) synchronized (pn) while

7、 (state != 2) try pn.wait(); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace(); for (int j = 0; j < 5; j+) System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ": " + n+); System.out.println(); state = 3; pn.notifyAll(); , "線程2").start(); new Thread(new Runnable() public void

8、 run() for (int i = 0; i < 5; i+) synchronized (pn) while (state != 3) try pn.wait(); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace(); for (int j = 0; j < 5; j+) System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+ n+); System.out.println(); state = 1; pn.notifyAll(); , "

9、;線程3").start(); (二)龜兔賽跑（例如：讀者-寫者問題）1. 問題描述答：創(chuàng)建兩個線程，實現(xiàn)龜兔賽跑，線程每次執(zhí)行休眠500毫秒，兩個線程每次分別執(zhí)行烏龜前行10米與兔子前行10米。一方先到100米處結束程序，顯示獲勝信息。2. 關鍵代碼分析 package competition public class GuiTuSaiPao implements Runnable private String name; private int length=0; public GuiTuSaiPao() public GuiTuSaiPao(String name) this.

10、name=name; public void run() while(true) /每次停500毫秒 try Thread.sleep(500); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace(); /向前跑十米 length+=10; System.out.println(name+"已跑了"+length+"米."); /到達終點 if(length>=100) System.out.println(name+",已經到達終點!"); /結束賽跑,break break; public static void main(String args) GuiTuSaiPao wugui=new GuiTuSaiPao("烏龜"); GuiTuSaiPao tuzi=new GuiTuSaiPao("兔子"); Thread thread=new Thread(wugui); Thread thread2=new Thread(tuzi); /啟動線程 thread.start(); thread2.start(); 4、 運行結果說明：2個程序的運行截圖，并對執(zhí)行結果進行解釋。進程1： 進程2：五