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2024年1月13日发(作者：选项卡式布局)
操作系统多线程并发实验心得
一、实验背景和目的
操作系统是计算机系统中最基础的软件之一，它负责管理计算机硬件资源，为应用程序提供必要的服务。多线程并发是操作系统中一个重要的概念，它能够提高计算机系统的效率和性能。本次实验旨在通过编写多线程并发程序，加深对操作系统多线程并发原理的理解，并掌握相关技术。
二、实验环境和工具
本次实验使用的操作系统是 Windows 10，开发工具是 Visual Studio
2019。
三、实验内容和步骤
1. 实验一：创建多线程并发程序
首先，我们需要创建一个多线程并发程序。具体步骤如下：
（1）打开 Visual Studio 2019，选择“新建项目”，选择
“Windows 控制台应用程序”。
（2）在“解决方案资源管理器”中右键单击“源文件”，选择“添加”
-> “新建项”，创建一个名为“”的源文件。
（3）在 中编写代码。代码如下：
#include
#include
#include
using namespace std;
void threadFunc(int id)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << "Thread " << id << " " << endl;
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
}
}
int main()
{
thread t1(threadFunc, 1);
thread t2(threadFunc, 2);
();
();
return 0;
}
（4）编译并运行程序。可以看到两个线程交替执行，每个线程输出五次。
2. 实验二：使用互斥锁保护共享资源
在多线程并发程序中，如果多个线程同时访问同一个共享资源，就会出现数据竞争的问题。为了避免这种情况，我们需要使用互斥锁来保护共享资源。具体步骤如下：
（1）修改 中的代码，在 threadFunc 函数中添加互斥锁。
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
mutex mtx;
void threadFunc(int id)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
();
cout << "Thread " << id << " " << endl;
();
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
}
}
int main()
{
thread t1(threadFunc, 1);
thread t2(threadFunc, 2);
();
();
return 0;
}
（2）编译并运行程序。可以看到两个线程交替执行，并且输出的结果不会出现混乱。
3. 实验三：使用条件变量实现线程同步
除了互斥锁之外，还有一种常用的同步机制是条件变量。条件变量可以让线程在特定条件下等待，直到其他线程发出通知。具体步骤如下：
（1）修改 中的代码，在 threadFunc 函数中添加条件变量。
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
mutex mtx;
condition_variable cv;
void threadFunc(int id)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
unique_lock
cout << "Thread " << id << " " << endl;
_all();
(lck);
}
}
int main()
{
thread t1(threadFunc, 1);
thread t2(threadFunc, 2);
();
();
return 0;
}
（2）编译并运行程序。可以看到两个线程交替执行，并且输出的结果不会出现混乱。
四、实验总结
通过本次实验，我深入了解了操作系统多线程并发的原理和相关技术，掌握了创建多线程并发程序、使用互斥锁保护共享资源和使用条件变量实现线程同步的方法。同时，我也意识到多线程并发程序中可能会出现数据竞争等问题，需要采取相应的措施来避免这些问题的出现。在今后的学习和工作中，我将继续深入研究操作系统多线程并发的相关知识，为提高计算机系统的效率和性能做出贡献。
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