操作系统实验(实验2-5)

实验二

进入VI编辑器 格式：vi 文件名 例 ：vi sy.c

Vi编辑器三种工作方式：

1．编辑方式：进入VI 处于编辑方式

2．文本输入方式：在编辑方式下输入a ,进入追加方式，输入i，进入插入方式 3． 命令方式：在输入方式下，按Esc 键，由文本输入转向编辑方式，输入冒号：进入命令方式 4．退出vi : wq写文件退出

：w wenjianming 写文件 ： q! 不写退出 ：wq! 写退出 编译c文件

Gcc -o wenjianming.out wenjianming.c 运行文件：

./wenjianming.out

1． 实验内容和目的

用vi编辑器编辑下列文件，使用gcc编译器和gdb调试器，对下列程序编译运行，分析运行结果。要求至少完成3个程序。 2．程序示例

（1） /* 父子进程之间的同步之例 */ #include main( ) {

int pid1;

if(pid1=fork()) /*create child1 */

{ if (fork()) /*create the child2*/

{printf (“parent’s context.\\n”);

printf(“parent is waiting the child1 terminate.\\n); wait(0);

printf(“parent is waiting the child2 terminate.\\n”); wait(0);

printf(“parent terminate.\\n”); exit(0); } else

/* child2*/

printf(“child2’s context.\\n”);

sleep(5);

printf(“ child2 terminate.\\n”); exit(0); }

else { if(pid1==0)/* child1 */ { printf(“child1’s context.\\n”); sleep(10);

printf(“child1 terminate.\\n”); exit(0); } } }

分析： 上述程序是父进程首先创建一个子进程，若成功，再创建另一个子进程，之后三个进程并发执行。究竟谁先执行，是随机的，可根据执行结果判断。试分析该程序的所有运行结果。

注释： fork( ) 调用正确完成时，给父进程返回地是被创建子进程的标识，给子进程返回的是0；创建失败时，返回给父进程的时－1； exit(0) 进程终止自己

wait(0) 父进程同步等待子进程结束，即无子进程结束，父进程等待。 （2）管道通信机制

通过使用管道实现两个和多个进程之间的通信。所谓管道，就是将一个进程的标准输出与另一个进程的标准输入联系在一起，进行通信的一种方法。同组进程之间可用无名管道进行通信，不同组进程可通过有名管道通信。

使用无名管道进行父子进程之间的通信 ＃include #include #include int pipe( int filedes[2]);

char parent[]=”a message to pipe’ communication.\\n”； main()

{ int pid,chan1[2]; char buf[100]; pipe(chan1); pid=fork(); if(pid<0)

{ printf(“to create child error\\n”); exit(1); }

if(pid>0)

{ close(chan1[0]); /*父进程关闭读通道*/

printf(“parent process sends a message to child.\\n”); write(chan1[1],parent,sizeof(parent)); close(chan1[1]);

printf(“parent process waits the child to terminate.\\n”);

wait(0);

printf(“parent process terminates.\\n”); } else{

close(chan1[1]);/*子进程关闭写通道*/ read(chan1[0],buf,100);

printf(“the message read by child process form parent is %s.\\n”,buf); close (chan1[0]);

printf(“child process terminates\\n”); } }

观察运行结果。

注释：pipe( int filedes[2])：创建一个无名管道，filedes[0]为读通道，filedes[1]为写通道。 （3）Linux中的多线程编程threads.c #include #include #include #include #define MAX 10

pthread_t thread[2]; pthread_mutex_t mut; int number=0, i;

void *thread1() {

printf (\

for (i = 0; i < MAX; i++) {

printf(\ pthread_mutex_lock(&mut); number++;

pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(2); }

printf(\主函数在等我完成任务吗？\\n\ pthread_exit(NULL); }

void *thread2() {

printf(\

for (i = 0; i < MAX; i++)

{

printf(\ pthread_mutex_lock(&mut); number++;

pthread_mutex_unlock(&mut); sleep(3); }

printf(\主函数在等我完成任务吗？\\n\ pthread_exit(NULL); }

void thread_create(void) {

int temp;

memset(&thread, 0, sizeof(thread)); //comment1 /*创建线程*/

if((temp = pthread_create(&thread[0], NULL, thread1, NULL)) != 0) //comment2

printf(\线程1创建失败!\\n\ else

printf(\线程1被创建\\n\

if((temp = pthread_create(&thread[1], NULL, thread2, NULL)) != 0) //comment3

printf(\线程2创建失败\ else

printf(\线程2被创建\\n\}

void thread_wait(void) {

/*等待线程结束*/

if(thread[0] !=0) { //comment4 pthread_join(thread[0],NULL); printf(\线程1已经结束\\n\ }

if(thread[1] !=0) { //comment5 pthread_join(thread[1],NULL); printf(\线程2已经结束\\n\ } }

int main()

{

/*用默认属性初始化互斥锁*/ pthread_mutex_init(&mut,NULL);

printf(\我是主函数哦，我正在创建线程，呵呵\\n\ thread_create();

printf(\我是主函数哦，我正在等待线程完成任务阿，呵呵\\n\ thread_wait();

return 0; }

3． 注意：Gcc –lpthread –o thread.out thread.c

线程相关操作 1） pthread_t

pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义： typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。 2）pthread_create

函数pthread_create用来创建一个线程，它的原型为：

extern int pthread_create __P ((pthread_t *__thread, __const pthread_attr_t *__attr, void *(*__start_routine) (void *), void *__arg));

第一个参数为指向线程标识符的指针，第二个参数用来设置线程属性，第三个参数是线程运行函数的起始地址，最后一个参数是运行函数的参数。这里，我们的函数thread不需要参数，所以最后一个参数设为空指针。第二个参数我们也设为空指针，这样将生成默认属性的线程。对线程属性的设定和修改我们将在下一节阐述。当创建线程成功时，函数返回0，若不为0则说明创建线程失败，常见的错误返回代码为EAGAIN和EINVAL。前者表示系统限制创建新的线程，例如线程数目过多了；后者表示第二个参数代表的线程属性值非法。创建线程成功后，新创建的线程则运行参数三和参数四确定的函数，原来的线程则继续运行下一行代码。 3）pthread_join pthread_exit

函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为：

extern int pthread_join __P ((pthread_t __th, void **__thread_return));

第一个参数为被等待的线程标识符，第二个参数为一个用户定义的指针，它可以用来存储被等待线程的返回值。这个函数是一个线程阻塞的函数，调用它的函数将一直等待到被等待的线程结束为止，当函数返回时，被等待线程的资源被收回。一个线程的结束有两种途径，一种是象我们上面的例子一样，函数结束了，调用它的线程也就结束了；另一种方式是通过函数pthread_exit来实现。它的函数原型为：

extern void pthread_exit __P ((void *__retval)) __attribute__ ((__noreturn__));

唯一的参数是函数的返回代码，只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL，这个值将被传递给 thread_return。最后要说明的是，一个线程不能被多个线程等待，否则第一个接收到信号的线程成功返回，其余调用pthread_join的线程则返回错误代码ESRCH。 在这一节里，我们编写了一个最简单的线程，并掌握了最常用的三个函数pthread_create，