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操作系统进程与线程实验二

2023-05-16

操作系统进程与线程实验二

一、实验目的：

对比进程与线程，理解进程与线程的联系与区别，学会使用多线程相关函数。一个进程中的多个线程之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。
线程是进程中的不同执行路径。
 多线程是一种多任务并发的工作方式。
 Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。
 在linux中线程包括内核线程和用户线程，内核线程有内核管理，不需要我们做更多的工作，我们这里讲的是用户线程，线程统一由用户线程来切换。

二、实验内容：

  1. 进程与线程的对比

  2. 进程或线程都是并发的

三、实验步骤：

1、观察现有软件采用的多进程还是多线程，这里以浏览器为例。
（1）在Ubuntu中启动firefox，同时打开多个网址，在终端查询firefox进程，观察进程个数，以及占用内存（第4列）、CPU（第3列）情况。
在这里插入图片描述

（2）在Ubuntu中同时启动多个firefox，在终端查询firefox进程，观察进程个数，以及占用内存（第4列）、CPU（第3列）情况。
在这里插入图片描述

结论：一个进程可以对应一个程序的多次运行。firefox采用的多线程机制，打开一个网页即启动一个线程。如果电脑上装有音乐播放器也可以，查看进程情况。
（3）在Windows中启动Chrome浏览器，同时打开多个网址后，打开任务管理器，观察Chrome进程个数，以及占用的内存资源。
在这里插入图片描述

结论：一个程序可以对应多个进程。Chrome采用的多进程机制，打开一个网页即启动一个进程。
2、学会使用线程相关函数，验证线程与进程的联系与区别。参考资源里我录制的视频
与fork不同的是pthread_create创建的线程不与父线程在同一点开始运行，而是从指定的函数开始运行，该函数运行完后，该线程也就退出了。线程依赖进程存在的，如果创建线程的进程结束了，线程也就结束了。
（1）编写如下程序编译测试，观察线程不是每次都能执行。
源代码
在这里插入图片描述

测试截图
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（2）在进程结尾处添加pthread_join函数调用，再次观察运行结果，线程每次都能执行。
源代码
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测试截图
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（3）线程的调度是并发的，增加两个线程，给线程传递参数，多次运行观察结果。
源代码
在这里插入图片描述

测试截图
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（4）进程之间的资源是独立的即使是父子进程。线程之间是共享进程数据的。
源代码
在这里插入图片描述

测试截图
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常见问题
线程函数的程序在pthread库中，故链接时要加上参数-lpthread。
使用线程时，使用gcc或arm-linux-gcc编译时会出现错误:undefined reference to ‘thread_create’
解决办法：
添加编译参数选项-pthread

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