2024.1.5 IO进程线程 作业

思维导图

2024.1.5 IO进程线程 作业_第1张图片2024.1.5 IO进程线程 作业_第2张图片

2024.1.5 IO进程线程 作业_第3张图片练习题

1>将互斥机制代码实现

#include 
//全局临界资源buf
char buf[1024];
//创建互斥锁,控制线程,避免多个线程同时访问临界资源
pthread_mutex_t mutex;
//分支线程
void *task(void *arg)
{
    while (1)
    {
        //获取锁资源
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("分支线程:%s\n",buf);
        strcpy(buf,"hello world\n");
        //释放锁资源
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        
    }
    pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    //定义线程变量
    pthread_t tid;
    //互斥锁初始化
    pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
    //创建线程
    if (pthread_create(&tid, NULL, task, NULL) != 0)
    {
        printf("error");
        return -1;
    }
    
    while(1)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        printf("主线程:%s\n",buf);
        strcpy(buf,"nihao shijie\n");
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    //释放线程资源
    pthread_join(tid,NULL);
    //销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    return 0;
}

2>将同步机制代码实现

#include 
//创建无名信号量
sem_t sem;
//分支线程1
void *task1(void *arg)
{
    while (1)
    {
        sleep(2);
        printf("生产\n");
        //释放资源
        sem_post(&sem);
    }
}
//分支线程2
void *task2(void *arg)
{
    while (1)
    {
        //申请资源,如果资源为0,则等待
        sem_wait(&sem);
        printf("消费\n");
    }
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    //定义线程变量
    pthread_t tid1, tid2;
    //初始化无名信号量
    //第2个参数0表示线程之间的通信
    //第3个参数表示初始资源value为0
    sem_init(&sem, 0, 0);
    //创建线程1、2
    if (pthread_create(&tid1, NULL, task1, NULL) != 0)
    {
        printf("create tid1 error");
        return -1;
    }
    if (pthread_create(&tid2, NULL, task2, NULL) != 0)
    {
        printf("create tid2 error");
        return -1;
    }

    //主线程回收资源
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    //销毁无名信号量
    sem_destroy(&sem);
    return 0;
}

2024.1.5 IO进程线程 作业_第4张图片
3>使用三个线程完成两个文件的拷贝,线程1完成拷贝前一半,线程2完成拷贝后一半,主线程回收两个分支线程的资源

#include 
//创建无名信号量
sem_t sem;
//创建文件相关结构体
typedef struct File
{
    const char *src_file;
    const char *dest_file;
    off_t start;
    off_t end;
} * fileStruct;

//获取文件字符长度
int length(const char *srcfile, const char *destfile)
{
    //打开原文件和目标文件
    int srcfd = open(srcfile, O_RDONLY);
    int destfd = open(destfile, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0664);
    if (srcfd == -1 || destfd == -1)
    {
        perror("open file error");
        return -1;
    }
    //光标从头到尾,返回字符个数
    int len = lseek(srcfd, 0, SEEK_END);
    //关闭文件
    close(srcfd);
    close(destfd);

    return len;
}
//文件拷贝函数
int copy_file(const char *srcfile, const char *destfile, int start, int end)
{
    int srctd, desttd;
    //打开原文件和目标文件
    int srcfd = open(srcfile, O_RDONLY);
    //在计算字符长度函数中已经创建过文件,所以只需要写
    int destfd = open(destfile, O_WRONLY|O_TRUNC);
    if (srcfd == -1 || destfd == -1)
    {
        perror("open file error");
        return -1;
    }

    //重新定位光标到文件开头
    lseek(srcfd, start, SEEK_SET);
    lseek(destfd, start, SEEK_SET);

    //搬运工
    char buffer[1] = "";
    int res_read = 0;
    int res_write = 0;
    //拷贝字符到创建的文件中去
    //当前光标位置在目标光标位置前,则写入
    while (start < end)
    {
        res_read = read(srcfd, buffer, sizeof(buffer));
        if (res_read <= 0)
            break;
        res_write = write(destfd, buffer, res_read);
        start += res_write;
    }
    //关闭文件
    close(srcfd);
    close(destfd);
}
void *task1(void *arg)
{
    fileStruct fStruct = (fileStruct)arg;
    copy_file(fStruct->src_file, fStruct->dest_file, fStruct->start, fStruct->end);
    // 完成前一半拷贝,释放资源
    sem_post(&sem);
    free(fStruct); // 释放传入的结构体内存
    printf("线程1完成前半部分拷贝");
}
void *task2(void *arg)
{
    //等待线程tid1写入前一半,然后申请
    sem_wait(&sem);
    fileStruct fStruct=(fileStruct)arg;
    copy_file(fStruct->src_file,fStruct->dest_file,fStruct->start,fStruct->end);
    free(fStruct);
    printf("线程2完成前后部分拷贝");
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    //定义两个线程
    pthread_t tid1, tid2;
    //初始化无名信号量,要在创建线程前初始化
    sem_init(&sem, 0, 0);
    //获取返回的字符长度
    int len = length(argv[1], argv[2]);
    //创建结构体变量,并赋值
    fileStruct arg1 = (fileStruct)malloc(sizeof(struct File));
    fileStruct arg2 = (fileStruct)malloc(sizeof(struct File));
    arg1->src_file = argv[1];
    arg1->dest_file = argv[2];
    arg1->start = 0;
    arg1->end = len / 2;
    arg2->src_file = argv[1];
    arg2->dest_file = argv[2];
    arg2->start = len / 2;
    arg2->end = len;
    if (pthread_create(&tid1, NULL, task1, arg1) != 0)
    {
        printf("create pthread1 error\n");
        return -1;
    }
    if (pthread_create(&tid2, NULL, task2, arg2) != 0)
    {
        printf("create pthread2 error\n");
        return -1;
    }

    //线程资源回收
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    //销毁无名信号量
    sem_destroy(&sem);
    return 0;
}


4>使用三个线程完成:线程1输出字符A线程2输出字符B线程3输出字符C要求输出结果为:ABCABCABCABCABC...

#include 
//创建互斥锁
pthread_mutex_t mutex;
//定义计数器 0=A 1=B 2=C
int count = 0;

void *task1(void *arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (count % 3 == 0) {
            printf("A");
            count++;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
}

void *task2(void *arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (count % 3 == 1) {
            printf("B");
            count++;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
}

void *task3(void *arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (count % 3 == 2) {
            printf("C");
            count++;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        usleep(1000);// 添加一些延迟
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    //定义线程变量
    pthread_t tid1, tid2, tid3;
    //初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    //创建线程1、2、3
    if (pthread_create(&tid1, NULL, task1, NULL) != 0)
    {
        printf("create tid1 error");
        return -1;
    }
    if (pthread_create(&tid2, NULL, task2, NULL) != 0)
    {
        printf("create tid2 error");
        return -1;
    }
    if (pthread_create(&tid3, NULL, task3, NULL) != 0)
    {
        printf("create tid2 error");
        return -1;
    }

    //主线程回收资源
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    pthread_join(tid3, NULL);
    //销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    return 0;
}

你可能感兴趣的:(java,jvm,数据结构)