Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

II. Сравнение потоков и процессов

Изучите работу четырех программ, makefile, simple.c, simple_processes.c, simple_threads.c, simple_mutex.c, приведенных в Приложении (Тексты программ и makefile содержатся в файле appendix.doc):

(a) Обычная программа simple.c, состоящая из функции main и двух дополнительных функций; не использует многозадачности или многопоточности.

(b) Программа simple_processes.c запускает три процесса - родительский и два дочерних.

(c) Программа simple_threads.c запускает три потока - главный (первичный) и два дочерних.

(d) Программа simple_mutex.c с тремя потоками, как в (с), и использующая мьютекс для синхронизации.

Программы (a), (b) и (c) выполняют одинаковые вычисления.

Задание 4.

4.1. Скопируйте файлы makefile, simple.c, simple_processes.c, simple_threads.c, simple_mutex.c в ваш каталог. Для создания исполняемых файлов всех четырех программ запустите утилиту make без параметров.

4.2. Запустите исполняемые файлы simple, simple_processes и simple_threads. Объясните полученные результаты.

4.3. Попытайтесь оценить время выполнения программ simple, simple_processes и simple_threads. Это можно сделать одним из двух способов:

1) Использовать в функции main всех трех программ функцию gettimeofday (не забудьте включить <sys/time.h>). Эту функцию следует включить в два места программы: до и после вызова двух функций в simple; до и после создания и запуска двух процессов/потоков в simple_processes / simple_threads. Для получения более точного результата исключите printf из функций do_one_thing и do_another_thing.

2) Использовать обычные часы. Для того чтобы программа выполнялась несколько минут, следует включить в main каждой программы цикл, повторяющийся не менее 32000 раз. Для получения более точного результата исключите printf из функций do_one_thing и do_another_thing.

Объясните разницу во времени работы трех программ.

4.4. Выполните программу simple_mutex. Проверьте, что переменная common (изменяемая параллельно двумя потоками), изменяет свою величину от 0 до 100 (т.к. каждый поток изменяет эту переменную ровно 50 раз). Обратите внимание, что в каждый момент времени переменная common читается, увеличивается на 1 и затем записывается без прерывания только одним потоком. Это обеспечивается механизмом мьютексов, который используется обоими потоками (см. функции pthread_mutex_lock и pthread_mutex_unlock).

4.5. Затем удалите механизм мьютексов из программы simple_mutex_c, перекомпилируйте ее и выполните несколько раз. Одинаковы ли значения common в разных запусках? Всегда ли переменная common имеет конечное значение, равное 100? Объясните результаты.

4.6. Между двумя последовательными чтением и записью common, каждый из двух потоков в программе simple_mutex.c выполняет длинный цикл. Каково влияние продолжительности этого цикла на переменную common? Для ответа на этот вопрос выполните еще три эксперимента без механизма мьютексов. В первом эксперименте удалите цикл полностью. Во втором эксперименте уменьшите продолжительность цикла в два раза по сравнению с начальной версией программы. В третьем эксперименте увеличьте продолжительность цикла в два раза по сравнению с начальной версией программы. Запишите и объясните результаты экспериментов.