IO进程线程 0827作业

news2025/11/4 18:15:02

作业

作业一：创建3个线程，一个子线程拷贝文件的前一半，一个子线程拷贝后一半文件，主线程回收子线程资源。

将1.txt内容拷贝到2.txt中

#include <myhead.h>
/*
创建3个线程，一个子线程拷贝文件的前一半，
一个子线程拷贝后一半文件，主线程回收子线程资源。
将源文件1.txt拷贝到目标文件2.txt
*/
 
//传入子进程函数的数据结构体
struct Buf
{
    const char *pd1;//源文件
    const char *pd2;//目标文件
    int len;//文件长度
    char x;//判断是哪个子进程
};
 
//求文件长度函数
int get_len(const char *p1,const char *p2)
{
	int fd1 = open(p1,O_RDONLY);//打开源文件
	if(fd1==-1)
	{
		perror("open1");
		return -1;
	}
	int fd2 = open(p2,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);//打开创建目标文件
	if(fd1==-1)
	{
		perror("open1");
		return -1;
	}
	int len = lseek(fd1,0,SEEK_END);//计算源文件长度
	close(fd1);
	close(fd2);
	return len;
}
 
//定义一个拷贝函数
int copy_file(const char *p1,const char *p2,int start,int len)
{
	int fd1,fd2;
	fd1 = open(p1,O_RDONLY);//只读方式打开1.txt
	if(fd1==-1)
	{
		perror("open1");
		return -1;
	}
	fd2 = open(p2,O_WRONLY);//只写方式打开2.txt
	if(fd2==-1)
	{
		perror("open2");
		return -1;
	}

	lseek(fd1,start,SEEK_SET);
	lseek(fd2,start,SEEK_SET);
	char buff[1024];
	int sum=0;
	while(1)
	{
		int res = read(fd1,buff,sizeof(buff));
		sum+=res;//读取的总长度sum大于等于文件的一半len结束
		if(sum>=len||res==0)//sum>=len大儿子读取长度不应大于len，二儿子读取到文件结束res==0
		{
			//写入剩下的一点点
			write(fd2,buff,res-(sum-len));
			break;
		}
		write(fd2,buff,res);
	}
	printf("拷贝成功\n");
	return 0;
}
 
//执行拷贝的两个子进程函数
void *copy1(void *arg)
{
    //把传入子进程的数据导出
    const char*fd1 = (*((struct Buf*)arg)).pd1;
    const char*fd2 = (*((struct Buf*)arg)).pd2;
    int len = (*((struct Buf*)arg)).len;
    char x = (*((struct Buf*)arg)).x;
    //判断传过来的信息
    if(x=='a')
    {
        //线程1执行的内容
        //利用拷贝函数拷贝前半段内容
        copy_file(fd1,fd2,0,len/2);
        //退出子进程
        pthread_exit(NULL);
    }else if(x=='b')
    {
        //线程2执行的内容
        //利用拷贝函数拷贝后半段内容
        copy_file(fd1,fd2,len/2,len-len/2);
        //退出子进程
        pthread_exit(NULL);
    }else
    {
        perror("ptcreat");
    }
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    //判断传入是否为2个文件
    if(argc !=3)
    {
        printf("外部传参错误\n");
        return -1;
    }
    //使用求文件长度函数得到文件长度
    int len = get_len(argv[1],argv[2]);//获取源文件的长度,打开创建目标文件
    //定义结构体传入子线程
    struct Buf buf1 = {argv[1],argv[2],len,'a'};
    struct Buf buf2 = {argv[1],argv[2],len,'b'};
    //定义线程变量
    pthread_t tid1,tid2;
    //创建两个线程
    if(pthread_create(&tid1,NULL,copy1,&buf1)!=0)
    {
        perror("ptcreat");
        return -1;
    }
    if(pthread_create(&tid2,NULL,copy1,&buf2)!=0)
    {
        perror("ptcreat");
        return -1;
    }
    //阻塞等待线程的结束
    pthread_join(tid1,NULL);
    pthread_join(tid2,NULL);
 
    return 0;
}

运行结果：

作业二：使用无名信号量实现循环输出 春、夏、秋、冬。

#include <myhead.h>
//使用无名信号量实现循环输出 春、夏、秋、冬。
sem_t sem1,sem2,sem3,sem4;
void *fun1(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem4);
		//sleep(1);
		printf("春\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem3);
	}
	pthread_exit(NULL);
}
void *fun2(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem3);
		//sleep(1);
		printf("夏\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem2);
	}
	pthread_exit(NULL);
}
void *fun3(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem2);
		//sleep(1);
		printf("秋\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem1);
	}
	pthread_exit(NULL);
}
void *fun4(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem1);
		//sleep(1);
		printf("冬\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem4);
	}
	pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
	pthread_t tid1,tid2,tid3,tid4;

	sem_init(&sem1,0,0);
	sem_init(&sem2,0,0);
	sem_init(&sem3,0,0);
	sem_init(&sem4,0,1);
	if(pthread_create(&tid1,NULL,fun1,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,fun2,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid3,NULL,fun3,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid4,NULL,fun4,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	sem_destroy(&sem1);
 	sem_destroy(&sem2);
 	sem_destroy(&sem3); 
 	sem_destroy(&sem4); 

	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	pthread_join(tid3,NULL);
	pthread_join(tid4,NULL);
	return 0;
}

运行结果：

作业三：互斥锁，无名信号量，条件变量再练习一遍。

1.1 解决竞态，（加入互斥锁后）

/*
解决竞态，（加入互斥锁后）
线程加上互斥锁，哪个线程抢到锁资源，哪个线程就执行，
其他线程只能等待，抢占锁资源时没有先后顺序的。
*/
#include <myhead.h>
#define MAX 5
#define SIZE 1000000
//pthread_mutex_t fastmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//静态初始化互斥锁

pthread_mutex_t fastmutex;//定义互斥锁

int num = 0;//临界资源
void *fun1(void *arg)
{
	int i;
	pthread_mutex_lock(&fastmutex);//给线程体函数上锁
	for(i=0;i<SIZE;i++)//每一个线程都对num+1操作
	{
		num+=1;
	}
	pthread_mutex_unlock(&fastmutex);//给线程体函数解锁

	pthread_exit(NULL);//线程退出函数
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	pthread_mutex_init(&fastmutex,NULL);//动态初始化互斥锁

	pthread_t tid[MAX];
	int i;
	for(i=0;i<MAX;i++)//定义一个线程组
	{
		if(pthread_create(&tid[i],NULL,fun1,NULL) != 0)
		{
			perror("ptcreat");
			return -1;
		}
	}
	for(i=0;i<MAX;i++)//回收线程资源
	{
		pthread_join(tid[i],NULL);
	}
	printf("预期结果是5000000\n");
	printf("实际结果是：%d\n",num);//加锁之后每一次结果都一样，避免竞态
	pthread_mutex_destroy(&fastmutex);
	return 0;
}

运行结果：

1.2 生产者和消费者线程同步时（加入无名信号量）。

/*
生产者和消费者线程同步时（加入无名信号量）。
*/
#include <myhead.h>
#define MAX 10
sem_t fastsem;//定义无名信号量
void *prodect(void *sss)
{
	int i;
	for(i=0;i<MAX;i++)
	{
		printf("我是%ld,我生产了一台法拉利\n",pthread_self());
	}
	sem_post(&fastsem);
	pthread_exit(NULL);
}

void *custom(void *ccc)
{
	sem_wait(&fastsem);
	printf("我是%ld,我消费了一台法拉利\n",pthread_self());
	sem_post(&fastsem);

	pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	sem_init(&fastsem,0,0);
	pthread_t tid1,tid2[MAX];
	if(pthread_create(&tid1,NULL,prodect,NULL) !=0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	int i;
	for(i=0;i<MAX;i++)
	{
		if(pthread_create(&tid2[i],NULL,custom,NULL) != 0)
		{
			perror("ptcreat");
			return -1;
		}
	}

	pthread_join(tid1,NULL);

	for(i=0;i<MAX;i++)
	{
		pthread_join(tid2[i],NULL);
	}
	sem_destroy(&fastsem);
	return 0;
}

运行结果：

1.3 使用代码定义三个线程通过无名信号量 实现循环显示 绿灯、黄灯、红灯

#include <myhead.h>
//使用代码定义三个线程通过无名信号量 实现循环显示 绿灯、黄灯、红灯
//绿 黄 红
sem_t sem1,sem2,sem3;
void *fun1(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem3);
		//sleep(1);
		printf("绿灯\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem2);
	}
	pthread_exit(NULL);
}
void *fun2(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem2);
		//sleep(1);
		printf("黄灯\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem1);
	}
	pthread_exit(NULL);
}
void *fun3(void *ggg)
{
	while(1)
	{
		sem_wait(&sem1);
		//sleep(1);
		printf("红灯\t");
		fflush(stdout);
		sem_post(&sem3);
	}
	pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
	pthread_t tid1,tid2,tid3;

	sem_init(&sem1,0,0);
	sem_init(&sem2,0,0);
	sem_init(&sem3,0,1);
	if(pthread_create(&tid1,NULL,fun1,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid2,NULL,fun2,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
	if(pthread_create(&tid3,NULL,fun3,NULL) != 0)
	{
		perror("ptcreat");
		return -1;
	}
 	sem_destroy(&sem1);
 	sem_destroy(&sem2);
 	sem_destroy(&sem3);

	pthread_join(tid1,NULL);
	pthread_join(tid2,NULL);
	pthread_join(tid3,NULL);
	return 0;
}

运行结果：

知识梳理

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