《软件开发技术基础》实验报告学院:电子信息工程学院__班级:电子131502____学号:姓名:实验五 Windows操作系统并发多线程的应用(2学时)班级电子131502 学号 201315020232 姓名许鹏第 15 周星期五第3 、4节成绩 ______实验类型:验证性实验要求:必修实验学时: 2学时一、实验目的:加深对Windows线程概念及线程同步管理各部门内容的理解;熟悉Windows线程管理API的使用。
二、实验要求:1、通过上网查阅资料,了解Windows线程同步函数,写出常用的API函数的定义;2、阅读案例程序,给出程序的详细注解;3、运行程序,分析程序结果;4、改写程序实现要求见(四)。
三、实验内容:以下程序实现多线程同步,其关系如下:父亲、儿子、女儿三人和一个盘子,当盘子空时,父亲往盘中随机放苹果或香蕉,儿子只从盘中拿桔子,女儿只从盘中拿苹果。
四、要求:1)改写程序,要求为:母亲往盘中随机放苹果或桔子,儿子只从盘中拿苹果,女儿只从盘中拿桔子2)写出完整的程序并能调试通过即可五、实验原理:调用Win32 API中的CreateThread函数创建线程。
CreateThread(NULL,0,&TEventWindow::ThreadFunc,this,0,&hThread Id);第一个参数设定线程的安全属性,因其仅用于Windows NT,故不设定。
第二个参数为0指定线程使用缺省的堆栈大小。
第三个参数指定线程函数,线程即从该函数的入口处开始运行,函数返回时就意味着线程终止运行。
第四个参数为线程函数的参数,可以是指向任意数据类型的指针。
第五个参数设定线程的生成标志。
hThreadId存放线程的标识号。
线程函数如下定义,上述的this参数是指向线程所属窗口的句柄指针,通过thrdWin参数传送过来,利用这个指针再调用相应的LoopFunc函数,线程的具体事务都在这个函数中执行。
WaitForSingleObject(hThread, 2000) windows里面的线程同步的api 就是让你这个线程或者说程序停在那里,等别的程序通知你或者说发一个信号量等,然后这个程序在继续运行下去。
CloseHandle函数为关闭一个内核对象。
其中包括文件、文件映射、进程、线程、安全和同步对象等。
在CreateThread成功之后会返回一个hThread的handle,且内核对象的计数加1,CloseHandle之后,引用计数减1,当变为0时,系统删除内核对象。
ReleaseSemaphore函数用于对指定的信号量增加指定的值;sleep函数可计算执行挂起的时间;rand函数在产生随机数srand(time(NULL)),可以为rand函数提供不同的种子值,进而产生不同的随机数序列。
六、程序代码:(1)苹果香蕉问题:#include<iostream>using namespace std;#include<windows.h>#include<time.h>int k;HANDLE Apple_;CRITICAL_SECTION mmutex;HANDLE Banana_;DWORD WINAPI Son(LPVOID n){//HANDLE Apple_;CRITICAL_SECTION mmutex;int i=1;//::OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Apple_");while(1){::WaitForSingleObject(Apple_,INFINITE);//等苹果cout<<"Son eats"<<i<<"apples"<<endl;LeaveCriticalSection(&mmutex);i++;}::CloseHandle(Apple_);return 0;}DWORD WINAPI Daughter(LPVOID n){int i=1;//HANDLE Banana_;CRITICAL_SECTION mmutex;//OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Banana_");while(1){::WaitForSingleObject(Banana_,INFINITE);//等香蕉cout<<"Daughter eats"<<i<<"bananas"<<endl;LeaveCriticalSection(&mmutex);i++;}::CloseHandle(Banana_);return 0;}DWORD WINAPI Father(LPVOID n){UINT fruit;//CRITICAL_SECTION mmutex; EnterCriticalSection(&mmutex);srand(GetTickCount());fruit=rand()%2;if(fruit==0){//盘中放入苹果cout<<k+1<<"father produce an apple"<<endl;k=k+1;::ReleaseSemaphore(Apple_,1,NULL);}else{//盘中放香蕉cout<<k+1<<"father produce a banana"<<endl;k=k+1;::ReleaseSemaphore(Banana_,1,NULL);}return 0;}int main(){int j;k=0;HANDLE Father_[20];Apple_=::CreateSemaphore(NULL,0,1,"apple");Banana_=::CreateSemaphore(NULL,0,1,"banana");InitializeCriticalSection(&mmutex);for(j=0;j<20;j++){Father_[j]=::CreateThread(NULL,0,Father,NULL,0,0);}::CreateThread(NULL,0,Son,NULL,0,0);::CreateThread(NULL,0,Daughter,NULL,0,0);Sleep(1000);WaitForMultipleObjects(20,Father_,TRUE,INFINITE);return 0;}(2)苹果桔子问题:#include <iostream>using namespace std;#include <windows.h>#include <time.h>int k;HANDLE Apple_;HANDLE Orange_;CRITICAL_SECTION mmutex;DWORD WINAPI Son(LPVOID n){//HANDLE Orange_;CRITICAL_SECTION mmutex;int i = 1;OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Orange_"); while (1){::WaitForSingleObject(Orange_,INFINITE);//等桔子cout<<"Son eats "<<i<<" oranges"<<endl; LeaveCriticalSection(&mmutex);i++;}::CloseHandle(Apple_);return 0;}DWORD WINAPI Daughter(LPVOID n){int i = 1;//HANDLE Apple_;CRITICAL_SECTION mmutex; OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Apple_"); while (1){::WaitForSingleObject(Apple_,INFINITE);//等苹果cout<<"Daughter eats "<<i<<" apples"<<endl; LeaveCriticalSection(&mmutex);i++;}::CloseHandle(Apple_);return 0;}DWORD WINAPI Mather(LPVOID n){UINT fruit;//CRITICAL_SECTION mmutex; EnterCriticalSection(&mmutex);srand(GetTickCount());fruit = rand()%2;if (fruit == 0){//盘中放入苹果cout<<k+1<<" mather produce an apple"<<endl;k=k+1;::ReleaseSemaphore(Apple_,1,NULL);}else {//盘中放入桔子cout<<k+1<<" mather produce an orange"<<endl; k=k+1;::ReleaseSemaphore(Orange_,1,NULL);}return 0;}int main(){int j;k=0;HANDLE Mather_[20];Apple_ = ::CreateSemaphore(NULL,0,1,"apple"); Orange_ =::CreateSemaphore(NULL,0,1,"orange"); InitializeCriticalSection(&mmutex);for (j= 0 ; j < 20; j++){Mather_[j]=::CreateThread(NULL,0,Mather,NULL,0,0); }::CreateThread(NULL,0,Son,NULL,0,0);::CreateThread(NULL,0,Daughter,NULL,0,0);Sleep(1000);WaitForMultipleObjects(20,Mather_,TRUE,INFINITE); return 0;}七、实验结果。