经典的POSIX多线程程序设计，在POSIX系统下进行C/C++多线程编程必看的一本书。
本书的读者对象是有C/C++编程基础，但是没有线程知识。
本书按照章节，由浅入深，从基本的线程概念，到线程私有数据，实时调度，再到barrier，读写锁，工作队列管理器，并且配合大量注释和实例来演示。
ProgrammingWithPOsiXThreadsPOSIX多线程程序设计[美]Davide.Butenhoff著于磊曾刚译忄因电力出照内容提要枣书深入描述了TEE的开放系统接可标准一POSIX线程,通常称为Pthreads标准。
本书首先解释了线程的基本概念,每括异步编程、线程的生命周期和间步机:然后讨论了些高絞话题,包括属性对象、线程私有数据和实时调度。
此外,本书还讨论了调度的阿题,并给出了避免错误和提髙性能等问题的有价值的建议。
本书使用了大量注释过的实例来解轟实际的概念,并包括Phed的简单索引和对标准化的晨望本书遁合有经验的C语言程序员阅读,也适合多线程编程人员参考纽书在版编目(C|P)数据POSⅨ多线程程序设计/(美)布滕霍夫(Butenhoff,R》著:于磊,曾刚译.一北京:中国电力出版社,2003ISBN75083-1395-XIP..Ⅱ①布②于③曾.,Ⅲ程序没计Ⅳ.TP3111中国版本图书馆CP数据核字(202)第110540号蕃作权合同登记号图字:01-20020712号AuthorizedtranslatlonfromtheEnglishlanguageedion,entitledProgrammingwithPOSIXThreadsbyDavidA.Butenhof,publy,Copyrighto1997Allrightsreserved.Npartofthisbookmaybereproducedortransmittedinanyformorbyanymeans,electronicormechanical,includingphotocopying,recordingotbyanyinfomationstorageretrievalsystem,withoutpermissionfromthePublisher.CHINESESiMPLIFIEDlanguageeditionpublishedbyChinaElectricPowerPressCopyright的2003本书由培生集团授权出版。
中国电力出版社出版、发行北京三里河路6号100044httpf/wwwinfopuw'er.com.cn汇鑫印务限公司印刷各地新华书店经2003年4月第一版2003年4月北京第印刷787毫米×102毫米16开本20.75印张505千字定价890元版权所有翻即必究〔本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换予本书是有关“线程”(thread)和如何使用“线程”的。
在计算机中,“线程”是种能够实现某种功能的基本软件单元。
线稈比传統的进程process)更小巧、更怏捷、更易操作实际上;一旦在操作系统中引入线程,就可以将进程看作包含了数据地址空间、文件和一个(成多个)数据处理线程的综合应用使用线程构建的应用程序能够更加有效地利用系统资源,使用户的界面更加友好,在多处理器系统中不但运行十分快速,而且更加易于维护。
为达到上述目的,你只需要在程序中添加相应的几个简单函数调用,即可调整成另一种编程思路。
通过仔细阅读本书,我希望能够帮助你实现上述目标本书讲述的线程模型通常被称为Pthreads,或者POSIXthreads,更正式的名称应该是POSX1003.le-1995标准。
随后还将提供丶些其他的名称,不过目前你貝需记住Pthreads就够了。
在写本书时,SUN公司的Sola,Dga公司的DigitalUNIX、SGI公司的RX已经支持Pthreads。
其他一些主要的商用UNⅹ操作系统,像IM公司的AX和HP公的HPUX,不久也将支持线程模型,也许在你阅读木书的时候已经丈持Pthreads也已经在Linux利其他UNX系练中实现在个人电脑市场,做软公司的Wn32编程接口和BM的Os12都支持线程编程。
这些线程模型与Pthreads模型之间存在着一定的区别。
为了有效地使用它们,首先必须理解并发、同步和调度等概念,剩下的航是语法和样式的问题,个经验丰富的程序员可以适应这些模型中的任何一个线程模型已经很成功地在应用领域中丿泛运用,下面仅是其中的一些:●有大规模科学计算的程序能够充分利用多处理器系统的高性能程序和库代码能被多线程程序使用的库代码●实时应用程序和库代码●对慢速外设〔如网络和人类)执行输入输出操作的应用程序和库代码读者对象4书适合熟悉在UNX系列操作系统上使用ANSIC开发代码的高级程序人员阅读,并不要求具有线程或其他形状异步编程经验。
第1章介绍有关概念和术语,使你能够继续阅读个书后续部分,建议你不要跳过。
在阅读过程屮,你将发现关于线程各方面的有趣比喻和实例。
最后我希望你能够自已独地使用线程编程。
好了,祝你线程之旅愉快。
关于作者我从一开始就参与Pthreads标准的有关丁作,虽然最初的儿次会议我没有参加。
最后,我被迫在犹他州的雪鸟滑雪场的防雪崩掩体中度过∫一周,观看来自世界各地的代表们向他们」的滑雪板上涂蜡。
我本以为这是一个十分正式、乏味的会议,所以我没有带自己的滑雪板,只能租用滑设备在Pthreads标准最后投票阶段,我同其他几个POSIX丁作组设计线程同步接口和多处理器应用。
我也帮助定义了Aspen线程扩展规范,该规范让经成功应用于X/OpenXSH5我曾在DEC公可工作数年,从麻省分部到新罕布什尔州分部。
我是DEC公司线程架构的创始人之…,并在DigitalUNIX4..上设计并实现了大部分的Pthreads线程接口。
我还帮助人们开发、调试线程代码超过八年之久。
我的一个不成文的座右铭是“并发使生活更美好"。
线程不是面包片,程序员也不是面包师,所以我们只做能够做的事情致谢可能读者并不关心这部分内容,但确实是我和朋友们以及本书合作者希望见到的。
如果你是一个好奇的读者,请务必读下去尽管本书封面上只有我一个人的署名,但像木书这样的项目是不可能完全由一个人来完成的。
因为我了解很多线程知识,至少在线程通信方面相当在行,所以我也可能不需任何帮眇与出…本关于线程的书。
但结果是,本书要比假设的那木书更好。
首先要感谢的是我的经理Jeanfullerton,他给我时间并鼓励我在τ作肘写书。
感谢DECthreads组的其他同仁,他们是:Briankeane、Webbscales、JacquelineBerg、Richardlove、PeterPortante、BrianSilver、Marksimons和Stevejohn感谢GarretSwart,当他还在Digital系统研究中心工作时,就让我们了解POSX标准感谢Nawafbitar,他和Garret一起通宵T作,实现了Pthreads的第一个草案,并且不遗余力地推广POSIX线程标准,让每个人都理解线程到底是个什么东西,没有Garret,特别是如果没有Nawaf,Pthreads可能不会存在,至少不会像现在这么妤(缺乏完美并不是他们的责任——生活本来如此)感谢参与设计cma、Pthreads、UNX98、DCEthreads和DECthreads的所有人的帮助他们是:AndrewbirrellPaulborman、BobConti、BillCox、Jeffdenham、Petergilbert、Rickgreer、Mikegrier、KevinHarrisKenHobday、Mikejones、Steveneiman、BobKnighten、Leslielamport、DougLocke、Paulalong、Finnbarrp.Murphy、BillNoyce,Simonpatience、Haroldseigel、AlSimons、Jimwoodward和Johnzolnowsk特别感谢所有耐心审阅本书草稿的人们,他们是:BrianKemighan、Richstevens、DaveBrownell.billgallmeister、lanGinzburg、WillMorse、BryanO'Sullivan、BobrobillardDaveruddock和BilLewis。
感谢对结构和细节提出改进意见和建议的人们:Devangshah和BartSmaalders帮助回答了一些有关Solaris的问题,BryanO'Sullivan建议使用“舀水的程序员”的比喻感谢AddisonWesleylongmanF]JohnWait和Lanalanglois,他们耐心地等待并鼓励第次写书的我努力写好这本书。
感谢PamelaYee和ErinSweeney,他们管理了本书的整个出版过程。
感谢所有帮助过我的人们。
感谢我的妻子Annelederhos和我的女儿Amy、Alyssa,感谢她们对我的支持和陪伴。
感谢Charlesdodgson(Lewiscarrol),他在其经典小说Alice'sAdventuresinwonderland〈《艾丽丝漫游仙境》)、Throughthelooking-Glass(镜中漫游》)和TheHuntingoftheSnark(《捕猎蛇鲨》)中写了大量的关于线程编程的事情(译者注:是指小说中描写的多人之间的协调、并发T作,作者认为与线程间的同步和协调具有相似的含义)。
序言第1章概述….舀水的程序员幽···血幽噜血■■■自■■■口■平■_■平L·昏■昏罾早平■卩卩甲罾警肀昏罾昏4平平昏罾1昏昏昏1斷■昏1■昏晋11山翟■如■西d旷■晶旷hanm12术语定义…13异步编程是直观的…4关于木书的实例…5异步编程举例16线程的好处7线程的代价08选择线程还是不用线程2219POSIX线程概念第2章线程甲pd21建立和使用线程22线程的生命周期曾■T會32第3章同步…373.1不变量、临界区和谓词甲罪卩↓卩郾■郾看郾↓·T3互斥量3833条件变量…5934线程间的内存可视性第4章使用线程的几种方式∴…4.流水线1甲■曾昏個昏■18142T作组8943客户/服务器第5章线程高级编程5-次性初始化n11152属性11453取消.12054线程私有数据13755实时调度量鲁备14756线程和核实体16第6章POSX针对线程的调整1676.1fork昏山t1山h,,1.1676.2e7363进程结束6.4stdiolt鲁·TTP日■日白'自甲1甲即甲目日血!‘=P平■昏■■Ida=t1765线程安全的函数l7866信号P■昏182第7章Realcode………,…,,,4---.2067.1扩展同步鲁11自會■■p看p山山血即■晷着甲4■20672工作队列管理器『甲目目·由即?日甲■1晶吾hmpp唱p血命血』甲■品甲“■2373对现存库的处理……243第8章避免调试的提示■着酽eskd24881邐免不正确的代码.24982避免性能问题didP曾1血自幽甲p甲助D口1259第9章PoSⅨ多线程快速參考2639.1POSIX10031c-1995选项血·=F■山lF4·P甲Ia26392POSⅨX1003.1c-l995限制.2649.3POSⅨX1003lc-1995接口265第10章标准化过程展望30310.1X/OpenXSH5[UNIX98]102POSⅨX10031…鲁4P日命·h.44即4日4·-T血d哪甲‘4品=F4目“!31110.3POSX1003.14参考文献…",…4…-.17因特网上的线程资源320概述hetimehascome,theWalrussaldrotalkofmarythings,OrshoesaindshipsandsealingWaxoandkingsAndwhythe鵡boinghoAndwhetherpigshavewings-ewisCarrol,Throughthelooking-Glass在计算机专用术语中,线程是指机器中连续的、顺序的属性集合。
一个线程包含执行一系列机器指令所必须的机器状态,包括当前指令位置、地址和数据寄存器等。
个UNX进程可以理解为一个线程加上地址空间、文件描述符和其他数据。
某些UNⅨX版本支持“轻量级”或“变量级”进程,以便可以从进程中剔除部分或者所有数据,从而实现高效性能。
既然线程和轻量级进程都需要地址空间、文件描述符等数据,那么区别何在?区别在于多个线程可以共享一个地址空间,而做不同的事情。
在多处理器系统中,一个进程中的多个线程可以同时做不同的T作当计算机还活在玻璃洞穴中时(译者注:指计算机发展初期),需要处理事先准备好的穿孔卡片。
整个外部世界都在等待计算的结果,顶多可能听到程序员的抱怨声。
但是外部世界并不是一次只做-件事情,逐渐地,计算机开始模拟这种实际模式,增加多程序设计、多重处理、分时共亨、多处理器系统的能力,最终,实现了线程线程能够帮助你的应用程序走出洞穴。
Pthreads则能帮助你以-种优雅、高效、叮移植的方式完成这个厂作。
木章简单介绍理解和使用线程所需要的基本知识,其他章节则会针对各个环节做进一步的详细解释1.1节给出了包含多个化喻的故事,以此说明线程的工作模式。
这个故事并没有什么特别的,但在你理解我所讲的程序员和水桶的含义之前,可能显得有点怿12节给出了本书使用的基本概念和术语。
其中最重要的一个概念需要在此特别介绍,也与全书会对一些重点特别强调的习惯是一致的异步任何两个彼此独立运行的操作是异步的

（1）创建生产者和消费者线程在Windows2000环境下，创建一个控制台进程，在此进程中创建n个线程来模拟生产者或者消费者。
这些线程的信息由本程序定义的“测试用例文件”中予以指定。
该文件的格式和含义如下：31P32P43C414P25C3124第一行说明程序中设置几个临界区，其余每行分别描述了一个生产者或者消费者线程的信息。
每一行的各字段间用Tab键隔开。
不管是消费者还是生产者，都有一个对应的线程号，即每一行开始字段那个整数。
第二个字段用字母P或者C区分是生产者还是消费者。
第三个字段表示在进入相应线程后，在进行生产和消费动作前的休眠时间，以秒计时；
这样做的目的是可以通过调整这一列参数，控制开始进行生产和消费动作的时间。
如果是代表生产者，则该行只有三个字段。
如果代表消费者，则该行后边还有若干字段，代表要求消费的产品所对应的生产者的线程号。
所以务必确认这些对应的线程号存在并且该线程代表一个生产者。
（2）生产和消费的规则在按照上述要求创建线程进行相应的读写操作时，还需要符合以下要求：①共享缓冲区存在空闲空间时，生产者即可使用共享缓冲区。
②从上边的测试数据文件例子可以看出，某一生产者生产一个产品后，可能不止一个消费者，或者一个消费者多次地请求消费该产品。
此时，只有当所有的消费需求都被满足以后，该产品所在的共享缓冲区才可以被释放，并作为空闲空间允许新的生产者使用。
③每个消费者线程的各个消费需求之间存在先后顺序。
例如上述测试用例文件包含一行信息“5C3l24”，可知这代表一个消费者线程，该线程请求消费1，2，4号生产者线程生产的产品。
而这种消费是有严格顺序的，消费1号线程产品的请求得到满足后才能继续往下请求2号生产者线程的产品。
④要求在每个线程发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示提示信息。
（3）相关基础知识本实验所使用的生产者和消费者模型具有如下特点：本实验的多个缓冲区不是环形循环的，也不要求按顺序访问。
生产者可以把产品放到目前某一个空缓冲区中。
消费者只消费指定生产者的产品。
在测试用例文件中指定了所有的生产和消费的需求，只有当共享缓冲区的数据满足了所有关于它的消费需求后，此共享缓冲区才可以作为空闲空间允许新的生产者使用。
本实验在为生产者分配缓冲区时各生产者间必须互斥，此后各个生产者的具体生产活动可以并发。
而消费者之间只有在对同一产品进行消费时才需要互斥，同时它们在消费过程结束时需要判断该消费对象是否已经消费完毕并清除该产品。
Windows用来实现同步和互斥的实体。
在Windows中，常见的同步对象有：信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界段(CriticalSection)等。
使用这些对象都分为三个步骤，一是创建或者初始化：接着请求该同步对象，随即进入临界区，这一步对应于互斥量的上锁；
最后释放该同步对象，这对应于互斥量的解锁。
这些同步对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，从而实现同步互斥。

问题：哲学家就餐问题可以这样表述，假设有六位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁，做以下两件事情之一：吃饭，或者思考。
吃东西的时候，他们就停止思考，思考的时候也停止吃东西。
餐桌中间有一大碗意大利面，每两个哲学家之间有一只筷子。
因为用一只筷子很难吃到意大利面，所以假设哲学家必须用两只筷子吃东西。
他们只能使用自己左右手边的那两只筷子。
解决方式：采用互斥量来解决该问题，每互斥量代表一只筷子。
哲学家必须等待身边两只筷子同时可以使用的时候才可以进餐，当使用一会之后，需要自动释放该互斥量（筷子），其他哲学家就可以进行抢占使用。

《操作系统原理》实验指导书实验一生产者-消费者模型模拟进程调度一、实验任务1、在WINDOWS2000环境下，创建一个控制台进程，此进程包括4个线程:2个生产者线程和2个消费者线程。
2、用信号量机制解决进程(线程)的同步与互斥问题。
二、实验目的1.掌握基本的同步互斥算法，理解生产者和消费者模型。
2.了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。
3.学习使用Windows2000/XP中基本的同步对象，掌握相应的API。
三、实验要求1.生产者消费者对缓冲区进行互斥操作。
2.缓冲区大小为10，缓冲区满则不允许生产者生产数据，缓冲区空则不允许消费者消费数据。
3.生产者消费者各循环操作50次。
四、设计思路和采取的方案1.利用windows提供的API函数CreateSemaphore()创建信号量对象；
CreateThread()创建线程；
WaitForSingleObject()执行P操作；
ReleaseSemaphore()执行V操作；
WaitForMultipleObjects()主进程等待线程的结束等函数进行设计。
2.在Windows中，常见的同步对象有：信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)。
使用这些对象都分为三个步骤，一是创建或者初始化；
接着请求该同步对象，随即进入临界区，这一步对应于互斥量的上锁；
最后释放该同步对象，这对应于互斥量的解锁。
这些同步对象在主进程中创建，在其子线程中都可。
实验二存储管理一、目的和要求1.实验目的（1）掌握时间片轮换的进程调度算法；
（2）掌握带优先级的进程调度算法；
（3）选用面向对象的编程方法。
2、实验学时：2学时3、实验要求（1）自定义PCB的数据结构；
（2）使用带优先级的时间片轮转法调度进程，每运行一个时间片，优先级减半。
（3）命令集A）create随机创建进程，进程的优先级与所需要的时间片随机决定；
B）ps查看当前进程状态C）sleep命令将进程挂起D）kill命令杀死进程E）quit命令退出二、实验内容根据教师指定的实验课题，完成设计、编码、测试工作。
实验三虚拟存储器一、目的和要求1.实验目的（1）掌握先进先出页面置换算法；
（2）掌握随机替换页面置换算法；
（3）掌握OPT页面置换算法；
（4）掌握最近最少使用页面置换算法；
（5）熟悉抖动现象及其产生原理；
（6）熟悉C/C++编程。
2、实验学时：2学时3、实验要求（1）进程占用内存空间共640K，页面大小是1K/2K/4K/8K；
（2）随机生成256个页面置换次序；
（3）用于分配页面大小的内存总空间是32K；
（4）给出四种页面置换算法的换页过程，并计算各自的缺页率。
二、实验内容编写程序，使用四种不同的页面替换策略算法进行页面替换。
分别是先进先出，随机替换，时钟页面替换，最近最久未使用页面替换，并计算缺页率。

哲学家该项目侧重于对进程进行线程化的基础知识以及如何在相同的内存空间上工作。
您将学习如何创建线程，并发现互斥量，信号量和共享内存。
项目要求许多哲学家坐在圆桌旁，做着以下三件事之一：eating，thinking或sleeping。
哲学家坐在圆桌旁，中间放着一大碗意大利面。
桌子上有一些叉子。
由于通心粉很难用一个叉子来食用和吃，所以假设哲学家mustphilo_eatwithtwoforks一个。
哲学家决不能挨饿。
每个哲学家都需要philo_eat。
哲学家不互相讲话。
哲学家不知道另一位哲学家何时会死。
每次哲学家吃完饭，他都会掉下叉子开始睡觉。
哲学家睡觉后，他会开始思考。
当哲学家去世时，模拟停止。

在日常工作中，钉钉打卡成了我生活中不可或缺的一部分。然而，有时候这个看似简单的任务却给我带来了不少烦恼。 每天早晚，我总是得牢记打开钉钉应用，点击"工作台"，再找到"考勤打卡"进行签到。有时候因为工作忙碌，会忘记打卡，导致考勤异常，影响当月的工作评价。而且，由于我使用的是苹果手机，有时候系统更新后，钉钉的某些功能会出现异常，使得打卡变得更加麻烦。 另外，我的家人使用的是安卓手机，他们也经常抱怨钉钉打卡的繁琐。尤其是对于那些不太熟悉手机操作的长辈来说，每次打卡都是一次挑战。他们总是担心自己会操作失误，导致打卡失败。 为了解决这些烦恼，我开始思考是否可以通过编写一个全自动化脚本来实现钉钉打卡。经过一段时间的摸索和学习，我终于成功编写出了一个适用于苹果和安卓系统的钉钉打卡脚本。