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1、实验四进程与线程一、实验目的（1）理解进程的独立空间；（2）理解线程的相关概念。二、实验内容与要求1、查阅资料，掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和构造的相 关知识，了解C语言程序编写的相关知识；2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤（1）编写一个程序，在其 main （）函数中定义一个变量 shared ，对 其进行循环加 / 减操作，并输出每次操作后的结果；（2）使用系统调用 fork （）创建子进程，观察该变量的变化；（ 3）修改程序把 shared 变量定义到 main （）函数之外，重复第 （2）步操作，观察该变量的变化。3、理解线程的实验步骤（ 1）编写一个程序，在其 main
2、 （）函数中创建一个（或多个）线 程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果；（2）在 main（） 函数外定义一个变量 shared （全局变量），在 main（） 中创建一个线程，在 main（） 中和新线程 shared 进行循环加 / 减操作，观察 该变量的变化；(3)修改程序把 shared变量定义到 main ()函数之内，重复第(2)步操作，观察该变量的变化。4、对整个实验过程进行分析总结，给出详细步骤；(1) 观察上述进程执行结果，并分析原因；(2) 提交源程序清单，并附加流程图与注释。三、实验过程1、进程的与线程的创建和构造(1).进程的创建和构造进程简单来
3、说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的 最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程 和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程 序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序(当前进程)而建立。fork()?和？clone()(对于线程)系统调用可用来建立新的进程。(2)线程的创建和构造线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发 的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部 变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它 们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的
4、状态。线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程 可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程 中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的 变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息 变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序 的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和 一组系统资源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以 及一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个 线程之
5、间切换时，负担要比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进 程(light-weight process )。一个进程中可以包含多个线程。2 、理解进程的独立空间流程图如下所示：(1)编写一个程序，在其 main ()函数中定义一个变量 shared，对其进行循环加/减操作，并输出每次操作后的结果源程序如下所示#in elude <>int mai n()int shared=1;shared+;printf("%dn", shared);shared-;prin tf("%dn", shared);shared+;prin tf("
6、;%dn", shared);shared-;prin tf("%dn", shared);return 0;运行结果如图所示：(2)使用系统调用fork ()创建子进程，观察该变量的变化添加进程创建语句后，程序运行结果如下，子进程和父进程都执行了 操作，且彼此之间对于同一个变量shared的自加操作互不影响。代码如下图所示：运行结果如下图所示：(3)修改程序把shared变量定义到main ()函数之外，重复第(2) 步操作，观察该变量的变化。当把shared放到主函数之外时，运行结果和内部时相比，并未 发生变化。3、理解线程流程图如下所示：Sleep 1 SS
7、hared+ 输出Shared的值，结束/开始l丿创建主进程开始 设置全局变量创建线程Sleep 1 SShared+输出Shared的值结朿(1)编写一个程序，在KmiinJ ()函数中创建一个(或多个)线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果源代码部分如下所示:运行结果如下图所示:原文链接:(2) Linux开发模式与FreeBSD开发模式的比较。(2)在ma in ()函数外定义一个变量 shared (全局变量)，在mai n()中 创建一个线程，在main()中和新线程shared进行循环加/减操作，观察该变量的变化源代码如下所示:运行结果如下图所示:(3)修改
8、程序把shared变量定义到main ()函数之内，重复第(2)步操作，观察该变量的变化部分代码截图如下:在这种情况下，直接编译，会发生错误，截图如下:prutit-us 1proeeii2.£t. tt hrudd2process1”1对fffOJk句的使用|够熟练和清process?process.cthreadl, cthred3 1.root*root 曹” “叶的D四t、 root* root W Ist hi edtlJ_2. c；使用的过程root# ncc -Ipthread -d thread3_l thre«d3 1.cthiTEd学习和弥1补不足tit
9、m 1 thr_fnT: thread 1, c ： 10 ： error : 1 shared ' undue(first use in this funct ioti)1 , c ： 10 ： error : ( EacB Rindflc lard ident i f i er is reported onl ducp thread3_l ,c :实验过程中，交磴h很重、要ioi不过还是要w i强自 root«4.在理解线程的相关概念的实验中，应注意 shared的全局性和局部性，而且在作为局部变量时，应注意 prin t_threadd() 函数和pthread_create()函数的使用，因为后者的第四个参数是指针型变量， 故在传递shared的值时应注意指针的使用。