操作系统实验(七)线程的互斥[收集].pdf

在操作系统中，线程的互斥是多线程编程中的一个关键概念，它确保了同一时间只有一个线程能够访问特定的资源或执行特定的操作。在本实验“操作系统实验(七)线程的互斥”中，主要目标是通过实践来理解和掌握Windows系统环境下线程的创建、撤销以及线程间互斥的实现。 实验要求参与者熟悉并运用Windows系统提供的线程互斥API，这些API主要包括临界区对象（Critical Section）和互斥对象（Mutex）的相关函数。临界区对象提供了一种简单的同步机制，它允许同一时间仅有一个线程进入临界区，从而实现互斥访问。实验中涉及的临界区API函数有： 1. **InitializeCriticalSection**: 初始化临界区，设置临界区为可使用状态。 2. **EnterCriticalSection**: 进入临界区，如果临界区当前未被占用，则该线程会进入临界区并锁定，其他试图进入的线程将被阻塞。 3. **LeaveCriticalSection**: 退出临界区，释放临界区的锁，使得其他等待的线程可以进入。 4. **DeleteCriticalSection**: 删除临界区，释放相关资源。 而互斥对象（Mutex）是一种更广泛的同步机制，不仅限于同一进程内的线程，还可以用于不同进程间的同步。实验中涉及的Mutex API函数包括： 1. **CreateMutex**: 创建一个互斥对象，可以指定初始所有权。 2. **OpenMutex**: 打开已存在的互斥对象，获取其句柄。 3. **ReleaseMutex**: 当拥有互斥对象的线程完成操作后，释放互斥对象，允许其他线程获取。 实验内容要求在主线程中使用`CreateThread`创建两个子线程，并让它们互斥地访问全局变量`count`。为了实现这一目标，主线程首先初始化一个临界区对象`hCriticalSection`，然后创建两个子线程`func1`和`func2`。每个子线程在运行时会调用`EnterCriticalSection`进入临界区，对`count`进行操作，然后调用`LeaveCriticalSection`退出，释放资源。 在`func2`函数中，可以看到线程尝试进入临界区，对`count`进行读写操作，并在操作完成后退出临界区。由于临界区的存在，两个子线程不会同时访问`count`，保证了数据的完整性。 通过这个实验，学习者能够深入理解线程互斥的重要性以及如何利用Windows API来实现线程间的互斥控制，这对于进行多线程编程和解决并发问题至关重要。此外，实验还强调了正确使用临界区对象的方法，如初始化、进入、退出和删除，这些是保证线程安全的基础。