实验一参考答案.docx

同步互斥问题实验结果参考答案 内容概要： 实验一 进程管理 一、实验目的与要求 熟悉Windows系统提供的线程创建与撤销等API系统调用，掌握Windows系统环境下线程的创建与撤销方法、掌握线程实现同步和互斥的实现原理和方法，了解在windows环境下是如何进行线程调度的。 二、实验内容 1、熟悉开发环境Visual C++ 6.0； 2、Windows系统环境下线程的创建与撤销方法； 3、编程:在主线程中调用CreateThread( )创建子线程，并在子线程中显示类似“Thread is running !”等字样。 4、线程互斥的实现 5、线程同步的实现 操作系统实验中的线程管理和同步互斥是计算机科学中至关重要的概念，特别是在多任务环境中，确保程序的正确性和高效性。本实验主要目的是让学生理解和掌握Windows系统下线程的创建、撤销、同步和互斥的实现。 实验内容首先涉及到的是线程的创建与撤销。在Windows系统环境下，可以使用API函数`CreateThread()`来创建新的线程，该函数允许程序员指定线程入口点（即线程函数），如实验中的`func1`和`func2`。线程的撤销通常是线程自然结束或通过API函数`TerminateThread()`强制结束。 线程同步和互斥是解决并发执行时可能出现的数据竞争问题。在实验中，`WaitForSingleObject()`和`ReleaseMutex()`函数被用来实现这两个目标。`WaitForSingleObject()`用于等待特定对象的状态改变，例如一个互斥锁（Mutex）。当线程想要访问临界资源（如变量`count`）时，它会获取Mutex，这使得其他线程在Mutex被释放之前无法继续执行。`ReleaseMutex()`函数则用于在完成临界区的操作后释放Mutex，让其他等待的线程有机会获取并执行。 实验一中，通过对比不同情况下的代码，展示了互斥和同步的重要性。在实验1中，通过Mutex实现了线程间的互斥，确保了对`count`变量的更新是原子性的，避免了数据不一致的问题。而在实验2和3中，由于缺乏有效的同步机制，出现了输出不完整和计数错误的情况。实验4则引入了信号量（Semaphore）的概念，用于协调生产者和消费者线程。`CreateSemaphore()`用于创建信号量，`WaitForSingleObject()`和`ReleaseSemaphore()`则用于等待和修改信号量的计数，以此来控制线程的执行顺序。 实验4展示了生产者-消费者问题的经典解决方案。生产者线程在信号量`hHandle2`（代表空缓冲区）可用时生产产品，并释放`hHandle1`（代表满缓冲区）信号量，而消费者线程则在`hHandle1`可用时消费产品，并释放`hHandle2`。在所有产品被消费后，主线程会被`hHandle`信号量唤醒，进行善后处理并结束程序。 这个实验深入浅出地解释了线程管理、同步和互斥的关键概念，以及如何在Windows环境下利用API函数实现这些功能。理解并熟练应用这些知识对于开发多线程应用程序至关重要，可以防止竞态条件、死锁等问题，确保程序的正确性和可靠性。