多任务互斥与同步(互斥锁, 读写锁, 条件变量, 信号量, 命名信号量): 作业1,2

day7/homework/h1.c

@@ -0,0 +1,58 @@
+// 编写一个程序, 创建两个线程, 一个线程负责打印奇数, 另一个线程负责打印偶数, 要求打印的结果为1、2、3、4、5、6..., 直到指定的最大值。
+#include <stdio.h>
+#include <pthread.h>
+#include <unistd.h>
+
+void *printOdd(void *data) // 打印奇数
+{
+    int *n = (int *)data;
+    for (int i = 1; i <= *n; i++)
+    {
+        usleep(100 * 1000); // 睡眠 0.1 秒
+        if (i % 2 == 1)
+        {
+            printf("%d", i);
+            if (i != *n) // 不是最后一个字符，则追加'、'
+                printf("、");
+            else if (i == *n) // 到最后一个字符，则追加'\n'换行
+                printf("\n");
+            fflush(stdout);
+        }
+    }
+    return NULL;
+}
+
+void *printEven(void *data) // 打印偶数
+{
+    int *n = (int *)data;
+    for (int i = 1; i <= *n; i++)
+    {
+        usleep(100 * 1000); // 睡眠 0.1 秒
+        if (i % 2 == 0)
+        {
+            printf("%d", i);
+            if (i != *n)
+                printf("、");
+            else if (i == *n)
+                printf("\n");
+            fflush(stdout);
+        }
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+int main(int argc, char const **argv)
+{
+    int *n;
+    printf("请输入最大值: ");
+    fflush(stdout);
+    scanf("%d", n);
+
+    pthread_t tid1, tid2;
+    pthread_create(&tid1, NULL, printOdd, (void *)n);
+    pthread_create(&tid2, NULL, printEven, (void *)n);
+    pthread_join(tid1, NULL);
+    pthread_join(tid2, NULL);
+    return 0;
+}

day7/homework/h2.c

@@ -0,0 +1,67 @@
+/*
+编写一个程序, 创建两个线程, 一个线程负责向共享缓冲区写入数据, 另一个线程负责从缓冲区读取数据。要求实现线程间的同步和互斥, 确保读取线程只能在缓冲区有数据时才能读取, 写入线程只能在缓冲区为空时才能写入。
+【提示】缓冲区可以在main函数中创建char 数组, 并传入到线程中。
+*/
+#include <stdio.h>
+#include <pthread.h>
+#include <unistd.h>
+#include <string.h>
+
+pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER;
+int buffer_empty = 1; // 缓冲区是否为空的标志，初始为空
+
+void *w_thread(void *data)
+{
+    char *str = (char *)data;
+
+    pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); // 获取写入锁
+
+    while (!buffer_empty) // 当缓冲区非空时，释放锁，等待 1 毫秒再次尝试获取写入锁
+    {
+        pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 释放写入锁
+        usleep(1000);                   // 等待缓冲区为空
+        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); // 再次获取写入锁
+    }
+    printf("请输入内容:");
+    fflush(stdout); // 刷新输出缓冲
+    scanf("%s", str);
+    buffer_empty = 0; // 缓冲区非空
+
+    pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 释放写入锁
+
+    return NULL;
+}
+
+void *r_thread(void *data)
+{
+    char *str = (char *)data;
+
+    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); // 获取读取锁
+
+    while (buffer_empty) // 当缓冲区为空时，释放锁，等待1毫秒缓冲区非空后(等待写缓冲区线程写入内容)，再次获取锁，直到判断非空，在进行后续打印
+    {
+        pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 释放读取锁
+        usleep(1000);                   // 等待缓冲区非空
+        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); // 再次获取读取锁
+    }
+
+    printf("输入的内容为: %s\n", str);
+    buffer_empty = 1; // 缓冲区为空
+
+    pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // 释放读取锁
+
+    return NULL;
+}
+
+int main(int argc, char const *argv[])
+{
+    char str[100];
+
+    pthread_t t1, t2;
+    pthread_create(&t1, NULL, w_thread, (void *)str);
+    pthread_create(&t2, NULL, r_thread, (void *)str);
+    pthread_join(t1, NULL);
+    pthread_join(t2, NULL);
+
+    return 0;
+}

day7/homework/h2_2.c

@@ -0,0 +1,63 @@
+#include <stdio.h>
+#include <pthread.h>
+#include <unistd.h>
+#include <string.h>
+
+pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
+pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
+int buffer_empty = 1; // 缓冲区是否为空的标志，初始为空
+
+void *w_thread(void *data)
+{
+    char *str = (char *)data;
+
+    pthread_mutex_lock(&mutex); // 获取互斥锁
+
+    while (!buffer_empty) // 当缓冲区非空时，等待条件变量被唤醒
+    {
+        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
+    }
+
+    printf("请输入内容:");
+    fflush(stdout); // 刷新输出缓冲
+    scanf("%s", str);
+    buffer_empty = 0; // 缓冲区非空
+
+    pthread_cond_signal(&cond);   // 唤醒等待的读取线程
+    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放互斥锁
+
+    return NULL;
+}
+
+void *r_thread(void *data)
+{
+    char *str = (char *)data;
+
+    pthread_mutex_lock(&mutex); // 获取互斥锁
+
+    while (buffer_empty) // 当缓冲区为空时，等待条件变量被唤醒
+    {
+        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
+    }
+
+    printf("输入的内容为: %s\n", str);
+    buffer_empty = 1; // 缓冲区为空
+
+    pthread_cond_signal(&cond);   // 唤醒等待的写入线程
+    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放互斥锁
+
+    return NULL;
+}
+
+int main(int argc, char const *argv[])
+{
+    char str[100];
+
+    pthread_t t1, t2;
+    pthread_create(&t1, NULL, w_thread, (void *)str);
+    pthread_create(&t2, NULL, r_thread, (void *)str);
+    pthread_join(t1, NULL);
+    pthread_join(t2, NULL);
+
+    return 0;
+}