线程同步
一、编译运行附件中的代码,提交运行结果截图,并说明程序功能
编译运行
程序功能说明
同步是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行,这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。
由于存在互斥以及同步,不能有两个以上的进程同时进行。这个程序就是一个经典的进程同步问题———生产者消费者模型。一个消费者线程,一个生产者线程。一个模拟生产者行为,一个模拟消费者行为。两个线程同时操作一个共享资源(一般称之为汇聚),每一个生产者都要把自己生产的产品放入缓冲池,每个消费者从缓冲池中取走产品消费。但是,生产者和消费者一次只能一个进入临界区(缓冲池)中。在这种情况下,生产者消费者进程同步,因为只有通过互通消息才知道是否能存入产品或者取走产品。他们之间也存在互斥,即生产者消费者必须互斥访问缓冲池,即不能有两个以上的进程同时进行。因为生产者消费者不可能只是单个的一条执行路线,可能会有多个生产者和多个消费者,一起共同运作,为了保证其他的生产者/消费者不会对共同下标的数据进行操作,也就是在某一时间内,只能有单个生产者或消费者对缓冲区进行操作。为了不让若干生产者/消费者共同对同一下标的数据进行操作,我们引入了互斥锁mutex,就可以保证同样一时间只有某个单一的操作对缓冲区进行操作了。
二、修改代码,把同步资源个数减少为3个,把使用资源的线程增加到 (你的学号%3 + 4)个,编译代码,提交修改后的代码和运行结果截图
修改后代码:
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
//同步资源个数减少为3个
#define NUM 3
int queue[NUM];
sem_t blank_number, product_number;
void *producer ( void * arg )
{
static int p = 0;
for ( ;; ) {
sem_wait( &blank_number );
queue[p] = rand() % 1000;
printf("Product %d \n", queue[p]);
p = (p+1) % NUM;
sleep ( rand() % 5);
sem_post( &product_number );
}
}
void *consumer ( void * arg )
{
static int c = 0;
for( ;; ) {
sem_wait( &product_number );
printf("Consume %d\n", queue[c]);
c = (c+1) % NUM;
sleep( rand() % 5 );
sem_post( &blank_number );
}
}
int main(int argc, char *argv[] )
{
pthread_t pid, cid;
sem_init( &blank_number, 0, NUM );
sem_init( &product_number, 0, 0);
pthread_create( &pid, NULL, producer, NULL);
//20201220%3+4=4,使用资源的线程增加到4个
pthread_create( &cid, NULL, consumer, NULL);//1
pthread_create( &cid, NULL, consumer, NULL);//2
pthread_create( &cid, NULL, consumer, NULL);//3
pthread_create( &cid, NULL, consumer, NULL);//4
pthread_join( pid, NULL );
pthread_join( cid, NULL );//1
pthread_join( cid, NULL );//2
pthread_join( cid, NULL );//3
pthread_join( cid, NULL );//4
sem_destroy( &blank_number );
sem_destroy( &product_number );
return 0;
}