操作系统实验三：线程共享进程数据

实验三：线程共享进程数据

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一、 实验目的：

1. 了解线程和进程之间的数据共享关系，创建一个线程，在线程中更改进程中的数据；

二、 实验内容：

1. 在进程中定义全局共享数据，在线程中直接引用该数据进行更改并输出该数据；

三、实验要求

1. 显示和输出共享数据；

四、实验设计与实现：

• 设计思路：定义一个全局共享变量并在进程中输出全局变量，然后在进程中通过 pthread_create函数 创建线程，在线程函数中读取全局变量的值并修改全局变量的值，然后在进程中输出全局变量的值，若输出的值是修改后的值，说明共享数据被线程修改成功。

• 实验环境：Linux系统，Ubuntu 64位 20.04.2.0；

• 实验代码：

  • change_test.c

    /*
     * 该程序实现了在线程中修改共享全局变量test；
     * 在Linux系统中编译时，格式：gcc change_test.c -lpthread（这是因为Linux中没有内置pthread库）
     */
    #include<stdio.h>
    #include<pthread.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdlib.h>
    
    /* 全局变量test */
    static int test = 1;
    
    /* 
     *该函数用来输出错误信息；
     */
    void print_err(char *estr)
    {
        perror(estr);
        exit(-1);
    }
    
    /* 该函数为线程函数； */
    void *pth_fun(void *pth_arg)	
    {	
    	sleep(1);
    	printf("\033[35;1m线程函数：\n");
    	printf("  该线程tid= %ld\n",(unsigned long int)pthread_self());
    	printf("  共享的全局变量为：%d\n", test);
    	
    	test = 2;
    	
    	printf("  修改共享全局变量为：%d\033[0m\n", test);
    	return (void *)0;
    }
    
    int main()
    {
    	/* 线程的tid，数据类型pthread_t是无符号长整数(unsigned long int) */
    	pthread_t tid; 
    
    	printf("\033[33;1m进程：共享的全局变量值为：%d\033[0m\n", test);
    
    	/* 通过pthread_create函数创建线程； */
    	if(pthread_create(&tid, NULL, pth_fun, NULL))
    	{	
    		print_err("create fail\n");
    		return -1;
    	}
    	else
    	{
    		sleep(2);
    		printf("\033[33;1m进程：\n");
    		printf("  线程函数调用完毕；\n");
    		printf("  创建线程返回的tid为：%ld\n", (unsigned long int)tid);
    		printf("  共享的全局变量为：%d\033[0m\n", test);
    
    		return 0;
    	}
    
    }
    

五、实验结果分析：

• 在Linux终端中输入：

  gcc change_test.c -lpthread
  ./a.out
  

• 终端输出结果：
  

• 紫色为线程输出，黄色为进程输出，可以清晰地看出共享全局变量值的变化过程（初始值为1，线程函数中改为2，修改后在进程中变量值为2）

参考文章：
https://blog.youkuaiyun.com/qq_41122796/article/details/80294206