Laboratorium 4 – Wojciech Tarnawski

Zakres laboratorium:

programowanie współbieżne w systemie linux,
wątki (KSS-wyklad-watki),
wykorzystanie muteksów do wzajemnego wykluczania (KSS-wyklad-mutex),
procesy systemu linux (KSS-wyklad-procesy).

Zadanie 1

Utworzyć program, który posłuży do zapoznania się z funkcjonowaniem wątków w systemie linux.

utworzyć prosty program w języku C typu “Hello World\r\n”, napis powinien być wyświetlany na samym początku programu głównego
dodać do programu 4 wątki – tworzenie wątków z wykorzystaniem funkcji “pthread_create“, do opóźnień wykorzystać funkcję “sleep”,
wątki powinny wyświetlić na ekranie swój numer, każdy powinien wyświetlić numer 5 razy i zakończyć działanie,
program główny oczekuje “pthread_join” na zakończenie pracy wszystkich wątków i wyświetla napis “koniec”, kończy działanie,
jak działa program bez oczekiwania na zakończenie wątków? kiedy jest zakończony? Czy wątki dalej pracują?

przy kompilacji programu należy dodać flagę “-lpthread “

Zadanie 2

Zapoznanie się z działaniem mutexów

czym jest mutex?
utworzyć program z dwoma wątkami, opóźnienia w wątkach ustawić na 1 sekundę,
utworzyć dwie zmienne globalne typu liczbowego- int a,b,
wątek pierwszy:
- ustawia zmienne a i b na wartość 1, pomiędzy ustawieniem oczekuje 1 sekundę
- pobiera wartości zmiennych a,b do swoich lokalnych zmiennych x,y
- wyświetla napis “Watek 1: a=%d b=%d”, gdzie %d to wartości zmiennych
- czeka jedną sekundę
wątek drugi wykonuje analogiczne operacje jak wątek pierwszy tylko ustawia zmienne na 2,
zaobserwować działanie programu, czy zawsze wyświetlana zmienne a,b mają tą samą wartość? Dlaczego nie? jak rozwiązać problem?

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

int a,b;

void *watek1(void *arg) {
    int x,y;
    while(1) {
        a=1;
        sleep(1);
        b=1;
        x=a;y=b;
        printf("Watek 1: a=%d b=%d\r\n",x,y);
        sleep(1);
    }
	
	return 0;
}

void *watek2(void *arg) {
    int x,y;
    while(1) {
        a=2;
        sleep(1);
        b=2;
        x=a;y=b;
        printf("Watek 2: a=%d b=%d\r\n",x,y);
        sleep(1);
    }
	
	return 0;
}

#include <stdio.h>

#include <pthread.h>

#include <unistd.h>

int a,b;

void *watek1(void *arg) {

int x,y;

while(1) {

a=1;

sleep(1);

b=1;

x=a;y=b;

printf("Watek 1: a=%d b=%d\r\n",x,y);

sleep(1);

}

return 0;

}

void *watek2(void *arg) {

int x,y;

while(1) {

a=2;

sleep(1);

b=2;

x=a;y=b;

printf("Watek 2: a=%d b=%d\r\n",x,y);

sleep(1);

}

return 0;

}

Zadanie 3

Synchronizacja z wykorzystaniem mutexów – sekcja krytyczna:

zmodyfikować program z zadania 2 tak aby zmienne a,b zawsze miały tą samą wartość, wykorzystać mutex,
utworzyć mutex przy użyciu funkcji “pthread_mutex_init”,
dodać blokowanie i odblokowywanie do funkcji wątków tak aby powodowały wykluczenie jednoczesnej zmiany zmiennych przez dwa wątki.

Zadanie 4

Obsługa procesów:

utworzyć nowy program “Hello World 1\r\n”, który co 1 sekundę wyświetla na ekranie napis i będzie działał przez 60 sekund,
uruchomić program, w drugim oknie terminala sprawdzić PID procesu przy wykorzystaniu polecenia “ps” z odpowiednimi parametrami, co to jest PID procesu, do czego może służyć?

Zadanie 5

utworzyć drugi program “Hello World 2 – mój PID:%d\r\n”, działający tak jak pierwszy i wyświetla swój PID. Uruchomić dwa programy w jednym oknie terminala, programy pracują w tle, skorzystać z operatora “&”, jak wygląda okno terminala
w drugim oknie sprawdzić PID procesów, czy pokrywa się z wyświetlanym przez program?
wykorzystać polecenie “kill” i wyłączyć procesy przed ich zakończeniem, jak działa to polecenie, jakie argumenty może przyjąć?