线程同步和调度

一、实验目的

通过创建线程、分配线程优先级和终止线程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的线程概念，理解Windows 2000线程的生命周期。
通过对事件、互斥体对象和信号量的了解，加深对Windows 2000线程同步的理解。

二、实验要求与内容、过程与结果

1、运行例程3-1，注意观察运行结果。请回答线程的实际工作在哪个方法中来实现的，并描述程序的功能。

程序功能：在DoStuff中实现将线程A与B的ID各输出5次。

2、修改例程3-1，创建两个线程MyThred1和MyThred2：线程MyThred1输出10次“A。。。” ，线程MyThred2输出10次“B^^^”。多次运行该程序，并注意观察输出结果是否一样？并回答在程序运行过程中，任务管理器中能看见这2个线程吗？（为了便于任务管理器观察线程的执行，可将循环次数设置大些。）
（1）多次运行该程序，观察到输出结果不一样。
（2）在程序运行过程中，任务管理器中能看见这2个线程。

3、运行例程3-2，线程A和线程B哪个先运行结束？为什么？将程序中语句：wtA.SetPriority(THREAD_PRI0RITY_L0WEST)
中的参数THREAD_PRI0RITY_L0WEST修改为THREAD_PRIORITY_HIGHEST后，再运行程序，输出结果有何不同？

修改前B先完成，因为A的优先级最低；修改后A先完成，因为A的优先级最高。

4、运行例程3-3，线程A和线程B哪个先运行结束？为什么？

线程A先结束，因为线程B挂起，只有在A执行完毕之后才继续执行。

5、运行例程3-4，写出屏幕中的输出信息，并请描述该程序的功能。

功能：创建和打开进程间的要发送信号的事件对象。

6、运行例程3-5，请描述该程序的功能。

功能：使用互斥体来保护共享资源。

7、运行例程3-6，请描述该程序的功能。

功能：使用信号量来限制活动线程数。

8、编写一个程序，利用信号量来实现多个生产者-消费者问题。

总结

线程同步和调度是操作系统中非常重要的概念和技术，它们在多线程编程中扮演着重要的角色。在本文中，我们将简单介绍线程同步和调度的概念和实现方法。

一、线程同步

线程同步是指多个线程之间协调执行的过程，控制各个线程执行的顺序，保证它们的执行结果是正确的。线程同步可以防止多个线程同时访问或修改共享变量，从而避免由此产生的不一致性或错误。

常用的线程同步方法有互斥锁、信号量和条件变量。互斥锁是一种独占锁，它保证只有一个线程可以访问共享资源，其他线程则必须等待。信号量是一种计数锁，它维护了一个资源的计数器，线程可以获得或释放这些资源。条件变量则是用于线程的等待和通知机制，它可以让线程在某个条件成立时等待或唤醒。

二、线程调度

线程调度是指操作系统决定哪个线程可以运行的过程。操作系统的调度算法决定了每个线程被分配的处理时间和顺序。调度算法根据一些因素，如线程的优先级、I/O等待和执行时间等来决定每个线程的运行顺序。

常用的调度算法有先来先服务、短作业优先、轮转和多级反馈等。在先来先服务算法中，CPU将分配给最早发出请求的线程。在短作业优先算法中，长时间等待的任务将被延迟，因为较短的任务更容易完成。轮转算法将CPU时间分配给每个线程一定的时间片，每个线程轮流运行，以使所有线程都有机会获得相等的CPU时间。多级反馈算法则为每个线程分配不同的优先级，并将它们放入不同的队列中，以便更好地管理线程的执行。

总之，线程同步和调度是多线程编程的核心概念和技术。了解这些概念和方法，可以帮助程序员更好地编写多线程应用程序，提高程序的并发性和性能。