线程同步机制实验报告.pdf

线程同步机制 实验报告 一、 实验目的： 通过观察共享数据资源但不受控制的两个线程的并发运行输出结果， 体会同 步机制的必要性和重要性。 然后利用现有操作系统提供的同步机制编程实现 关于该两个线程的有序控制，同时要求根据同步机制的 Peterson 软件解决 方案尝试自己编程实现同步机制和用于同一问题的解决， 并基于程序运行时 间长短比较两种同步机制。 二、实验内容： 1、基于给定银行账户间转账操作模拟代码作为线程执行代码，在主线程中 创建两个并发线程，编程实现并观察程序运行结果和予以解释说明。 （无 同步机制） 2、利用 Win32 API 中互斥信号量操作函数解决上述线程并发问题，并分析、 尝试和讨论线程执行体中有关信号量操作函数调用的正确位置。 3、根据同步机制的 Peterson 软件解决方案尝试自己编程实现线程同步机制 和用于上述线程并发问题的解决，并基于程序运行时间长短将其与基于 Win32 API 互斥信号量的线程同步机制的效率展开比较。其间，可规定线 程主体代码循环执行 1000000次。 三、实验环境： 操作系统： Windows 7 软件： VC++ 四、实验设计： 本实验包含三个基于并发线程的程序，第一个没有同步机制，第二个利 用 Win32 API 中互斥信号量操作函数解决线程并发问题，第三个根据同 步机制的 Peterson 软件解决方案实现线程同步机制并解决线程并发问 题。三个程序拥有相同的线程主体 : 线程主体设计： do{ nTemp1 = nAccount1; nTemp2 = nAccount2; nRandom = rand(); nAccount1 = nTemp1 + nRandom; nAccount2 = nTemp2 - nRandom; nLoop++; } while ((nAccount1 + nAccount2)==0); 该线程主体是对银行账户间转账操作模拟的模拟，可知，若并发的 线程不发生交叉，则依次转账操作后 nAccount1 + nAccount2 的值永远 为 0，程序不会跳出循环，如果线程发生交叉，则经过若干次转账操作 后，就有可能出现 nAccount1 + nAccount2 不为 0 的情况，此时程序跳 出循环。本实验的三个程序就是基于此线程主体逐步实现的。 同步机制的 Peterson 软件解决方案 五、数据结构设计： 程序一：没有同步机制 说明： ThreadFunc(HANDLE Thread)为线程函数； nAccount1 、aAccount2 模拟账户； nLoop 记录循环次数； nRandom是产生的随机 数模拟转账金额； nTemp1、nTemp2 用于暂存 nAccount1 、aAccount2 ； HANDLE Thread[2] 创建两个线程句柄。 程序二：利用 Win32 API 中互斥信号量 说明：mutex 为互斥信号量； time_start 、time_end 为线程开始运行和结束的时 间；time=time_end- time_start 。 程序三：同步机制的 Peterson 软件解决方案 说明： flag 为长度为