АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Критические секции. Синхронизация в пользовательском режиме

Читайте также:
  1. Критические периоды развития
  2. Критические периоды развития человека. Роль факторов внешней среды.
  3. Лекция: Порядок установления трудовых пенсий в режиме современных пенсионных технологий на основании сведений персонифицированного учета в условиях клиентской службы
  4. Научно-критические работы
  5. При демократическом политическом режиме в обществе обязательно: (4)
  6. Синхронизация и взаимодействие процессов
  7. Учебные и самостоятельные занятия по физической культуре в режиме учебно-трудовой деятельности
  8. Учебные и самостоятельные занятия по физической культуре в режиме учебно-трудовой деятельности

Критическая секция гарантирует вам, что куски кода программы, огороженные ей, не будут выполняться одновременно. Строго говоря, критическая секция не является объектом ядра. Она представляет собой структуру, содержащую несколько флагов и какой-то (не важно) объект ядра. При входе в критическую секцию сначала проверяются флаги, и если выясняется, что она уже занята другим потоком, то выполняется обычная wait-функция. Критическая секция примечательна тем, что для проверки, занята она или нет, программа не переходит в режим ядра (не выполняется wait-функция) а лишь проверяются флаги. Из-за этого считается, что синхронизация с помощью критических секций наиболее быстрая. Такую синхронизацию называют " синхронизация в пользовательском режиме ".

Пример 9. Снова рассмотрим очередь элементов. Один из вариантов ее реализации - двусвязный список. С точки зрения многопоточности, опасными являются операции добавления и удаления элементов из очереди. Существует вероятность, что несколько потоков одновременно начнут перестраивать указатели и связность очереди нарушится. Чтобы этого избежать, используем критическую секцию.

 

typedef... ItemData; // Элемент очереди: данные и два указателя на предыдущий и следующий элементы typedef struct _ItemStruct { ItemData data; struct _ItemStruct * prev,*next; } Item; // Описание класса "Очередь" class CMyQueue { CRITICAL_SECTION m_crisec; // Критическая секция Item * m_Begin; // Указатель на первый элемент Item * m_End; // Указатель на последний элемент int m_Count; // Количество элементов public: CMyQueue() { // Инициализируем критическую секцию InitializeCriticalSection(&m_crisec); // Инициализируем переменные m_Count = 0; m_Begin = m_End = NULL; } ~CMyQueue() { // Удаляем все элементы очереди while(m_Count) GetItem(); // Удаляем критическую секцию DeleteCriticalSection(&m_crisec); } void AddItem(ItemData data) { Item * NewItem; Item * OldFirstItem; NewItem = new Item(); // New item NewItem->next = NULL; NewItem->prev = NULL; NewItem->data = data; // ------------------------ Этот кусок не может выполняться параллельно EnterCriticalSection(&m_crisec); // Заходим в к.с. (ждем входа) OldFirstItem = m_Begin; m_Begin = NewItem; NewItem->next = OldFirstItem; if (OldFirstItem) OldFirstItem->prev = NewItem; else m_End = NewItem; m_Count++; LeaveCriticalSection(&m_crisec); // Выходим из к.с. // ------------------------ Этот кусок не может выполняться параллельно } ItemData GetItem() { ItemData data; // ------------------------ Этот кусок не может выполняться параллельно EnterCriticalSection(&m_crisec); // Заходим в к.с. (ждем входа) if (!m_End) data = NULL; else { data = m_End->data; if (m_End->prev) { m_End->prev ->next = NULL; m_End = m_End->prev; } else { m_End = NULL; m_Begin = NULL; } m_Count --; } LeaveCriticalSection(&m_crisec); // Выходим из к.с. // ------------------------ Этот кусок не может выполняться параллельно return data; }; };

 

Написать программу, которая создаёт несколько потоков и синхронизирует их работу с использованием инструментов Critical Section, mutex и semaphore. Для управления работой потоков использовать только функции синхронизации.

 

  1. Поток считает сумму ряда по 100 элементов, после чего он переходит в режим ожидания, пока в основном потоке пользователь не нажмет любую клавишу. На экран выводить текущее значение суммы ряда. Использовать mutex.
  2. Создать 2 потока, которые по очереди считают значение определенного интеграла на заданном интервале, причем каждый поток считает только значение только на своём интервале. Оба потока используют одни и те же глобальные переменные для расчётов. Текущее значение интеграла и номер активного потока выводиться на экран. Использовать Critical section.
  3. Создать 2 потока. Первый поток уменьшает значение какой либо глобальной переменной на фиксированное значение, второй – увеличивает то же значение. При нажатии на клавиши поток блокируется/активизируется. Значение величины и состояние каждого потока выводится на экран. Использовать mutex.
  4. Создать 4 потока, которые увеличивают значение целой глобальной переменной. При достижении определенного значения переменная обнуляется. Пользователь с клавиатуры задаёт число одновременно работающих потоков. Текущее значение переменной выводится на экран. Использовать semaphore.
  5. Создать 3 потока, которые через случайное время (50 – 1500 мс) меняют значение глобальной переменной на случайную величину (-10 … 10). После чего блокируют изменение этой переменной на это же время. Использовать функцию sleep и critical section. Отображать на экране значение этой переменной, и номер потока, изменивший её значение в последний раз.
  6. Создать 4 потока, которые через равные интервалы времени (1 сек) меняют в строке местами 2 произвольных символа. Пользователь с клавиатуры задаёт количество одновременно работающих потоков. На экране отображать текущее состояние строки.
  7. Создать 3 потока, которые по очереди рассчитывают значения функции на заданном диапазоне с заданным шагом. Каждый поток рассчитывает только по одному значению. На экран выводить текущее значение аргумента и функции, номер потока, рассчитавшего последнее значение. Использовать mutex.
  8. Создать 2 потока. При нажатии на клавиши клавиатуры активизируется первый поток на какое-то случайное время (300-2000 мс). Каждые 200 мс он разрешает/запрещает расчет суммы числового ряда, которая считается вторым потоком. На экран выводить текущее значение суммы ряда. Использовать mutex.
  9. Создать 2 потока. Первый через произвольное время (200-1000 мс) удаляет из начала строки символ (если строка не пуста) и блокирует изменение строки на 200 мс. Второй поток – добавляет символ в конец строки через 300-1200 мс, и блокирует изменение строки на 300мс. На экране отображать текущую строку, и номер потока, последним менявший строку. Использовать critical section.
  10. Создать 2 потока, которые меняют значения 2х элементов массива в произвольной позиции по следующим правилам. Первый поток к значению большего элемента прибавляет 1, а от значения меньшего – отнимает 1. Второй поток – к меньшему прибавляет 1, от большего элемента – отнимает 1. Пользователь при нажатии клавиши моет блокировать/разрешать работу каждого потока. На экран выводить текущие значения элементов массива.
  11. Создать 2 потока. Первый поток удаляет первый символ строки каждые 500 мс. Второй поток добавляет символ в конец строки через случайные промежутки времени (100 – 1000 мс). При нажатии на клавиши блокируется/разрешается работа каждого потока в отдельности. Для управления работой потоков использовать critical section.
  12. Создать 3 потока. Первый поток добавляет символ «1» в конец строки через 250 – 2000 мс. Второй поток добавляет символ «2» в начало строки через 250 – 2000 мс. Третий поток удаляет символ из середины строки через каждые 250 мс. Пользователь с клавиатуры задает количество одновременно работающих потоков (0-3). Использовать semaphore.
  13. Создать 2 потока. Первый поток циклически сдвигает символы текста вправо через случайные промежутки времени (100 – 2000 мс), второй поток – сдвигает влево. После сдвига изменение текста блокируется на время 500 мс. Использовать critical section и функцию sleep.
  14. Создать 3 потока. Каждый поток считает сумму 1000 значений функции y=sin(x) с шагом 0.0001. Для вычислений использовать глобальные переменные. Для синхронизации вычислений использовать critical section.
  15. Создать 3 потока, каждый из которых через произвольное время (100 – 3000 мс) удаляет из начала строки символ и добавляет в конец строки свой номер. После чего блокирует строку от изменений на 250 мс. Использовать critical section
  16. Создать 2 потока. Первый поток генерирует через 100-500 мс случайное число. Второй поток считает среднее арифметическое этих случайных чисел. Значения выводятся на экран. Использовать mutex.
  17. Создать 3 потока. Первый поток циклически сдвигает текст влево, второй – сдвигает циклически вправо, третий – добавляет/удаляет символ в/из середины строки. Потоки выполняют свои действия через 100 – 2000 мс, после чего блокируют изменение строки на 200 мс. Если строка блокирована, то время до выполнения потоком следующей итерации удваивается. Использовать функцию sleep и critical section.
  18. Создать 2 потока. Первый поток считает значение функции y=cos(x), начиная от 0 с шагом 0.001. Второй поток считает сумму значений этой функции. Использовать mutex.
  19. Создать 2 потока, которые производят циклический сдвиг цифр числа через каждые 200 мс. Пользователь, нажимая цифровые на клавиши, задаёт количество итераций, выполняемых потоками. Использовать semaphore.
  20. Создать 2 потока. Первый поток считает сумму положительных чисел, введенных пользователем с клавиатуры, второй поток – сумму отрицательных. Текущие значения выводить на экран. Использовать mutex.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)